Последний корабль серии, "Адмирал граф Шпее", едва не лишился дизельной установки. Отмеченные выше неудачи на «Лейпциге» привели к обсуждению проблемы в техническом отделе министерства, итогом которого стал доклад, попавший 13 августа 1932 года на стол к командующему флотом адмиралу Редеру. В нем, в частности, указывалось, что дефекты дизелей будут рано или поздно устранены, но необходимое на это время нельзя точно предсказать. Предлагалось оставить моторную установку только в качестве крейсерской и оборудовать корабль паровыми котлами и турбинами. Адмирал стоял перед трудным выбором, но в конце концов восторжествовало требование единства энергетики на всех единицах серии. Главным фактором здесь стала неприемлемость сокращения дальности плавания как минимум наполовину, поскольку "карманные линкоры" по-прежнему рассматривались в качестве единственного козыря Германии в борьбе с британским торговым судоходством.
Все три корабля имели одинаковые дизели — по 8 главных, М-9Zu42/58, 9-цилиндровых максимальной мощностью по 7100 л.с. при 450 об/мин (максимальная продолжительная мощность 6655 л.с.) и 4 вспомогательных 5-цилиндровых, модели М-5Z42/58 (максимальная мощность 1450 л.с. при 425 об/мин). Вес в расчете на лошадиную силу составлял 11,5 кг — весьма неплохой результат для дизельной установки, традиционно считавшейся довольно тяжелой.
В корпусе корабля ЭУ занимала 6 отсеков, с VI по XI. Общая длина машинных отделений составляла 61,5 м, то есть свыше трети длины судна. 8 моторов группировались в 4 отсеках попарно причем двигатели, находившиеся в двух ближайших к носу отсеках, вращали правый вал, а в ближайших к корме — левый, всего по 4 мотора на вал. Соединялись они при помощи зубчатых передач фирмы «Вулкан» и муфт, размещавшихся в отсеках VII и IX соответственно у левого и правого бортов (остальную часть этих отсеков по ширине корабля занимали погреба боезапаса 150-мм орудий).
При сохранении общей длины ЭУ размер отсеков с трансмиссией на головном корабле и двух остальных отличался. Если на «Дойчланде» зубчатые передачи располагались вместе с муфтами в отсеках VII и IX, то на «Шеере» и «Шпее» они переместились в моторные отсеки, в результате чего длина последних увеличилась, а длина отделений трансмиссий соответственно уменьшилась.
Вспомогательные дизели устанавливались по одному в тех же моторных отсеках, что и главные. Кроме того, в каждом моторном отсеке имелось по 2 дизель-генератора мощностью по 270 кВт. В двух из 4 отделений находились еще и главные пожарные насосы. Для вспомогательных нужд (обслуживание корабля на стоянке) использовались два паровых котла, для которых места под броневой палубой уже не нашлось. Их разместили на средней палубе над главной ЭУ, хотя пар требовался не только для кухонь и прачечных, но и в бою — скажем, для тушения пожаров. Отдельные моторы приводили в действие рулевой привод.
Общий вес механической установки неуклонно возрастал от «Дойчланда» к «Шееру» и к «Шпее», хотя мощность главной ЭУ не менялась. На головном корабле он составил 1316 т и 559 т по главным и вспомогательным механизмам соответственно; на второй единице — 1413 и 663 т, а на последней — 1483 и 762 т. Если рост веса вспомогательных машин можно оправдать увеличением мощности электрогенераторов (на «Шеере» суммарно до 2800 кВт и на «Шпее» до 3360 кВт), то незапланированное увеличение аналогичного показателя для главных моторов обусловлено "латанием дыр", образовавшихся в результате чрезмерного их облегчения, и плохой весовой дисциплиной при проектировании.
Главным достоинством дизельной установки являлась огромная дальность плавания, достигавшая при полном запасе топлива 20 000 миль, причем при значительной крейсерской скорости. Испытания «Шпее» показали, что он способен пройти 16 300 миль при средней скорости 18,6 узла. Даже при максимальном ходе без форсировки (26 узлов) дальность составляла 7900 миль — больше, чем у многих линкоров конца 1930-х годов при экономическом ходе! Еще одно важное достоинство этих установок — возможность быстрого набора скорости. Для этого требовались считанные минуты, тогда как традиционные турбинные механизмы могли дать полную мощность только при разведении полных паров в котлах, что могло потребовать и полчаса, и час — в зависимости от режима. Поэтому "карманный линкор" мог, во всяком случае в теории, быстро набрать свои 27–28 узлов и скрыться (или наоборот, сблизиться) до того, как противник сумеет развить полный ход.
Однако нельзя забывать и об отрицательных сторонах "военных теплоходов". Их высокооборотные двигатели производили неимоверный шум, настолько сильный, что при полном ходе у механиков неоднократно текла кровь из ушей, а офицерам в кают-компании приходилось общаться между собой при помощи записок — слов соседа невозможно было разобрать в чудовищном гуле. Но если шум можно отнести к «бытовым» недостаткам, то значительная вибрация, обусловленная, в частности, облегченными станинами и креплением моторов, отрицательно сказывалась на боевых качествах — от тряски выходили из строя точные устройства систем управления огнем и связи. Хотя в ходе эксплуатации большинство «неудобств» удалось в той или иной степени устранить или ослабить, точная стрельба на полном ходу оставалась сложной задачей.
Два первых корабля серии за время своей карьеры неоднократно модернизировались, причем в ряде случаев с заметными изменениями внешнего вида и оборудования. Причин тому хватало. Уже в ходе довоенных океанских походов, которые хотя и проходили в основном в «щадящих» условиях субтропиков, выяснилось, что «броненосцы», спроектированные для относительно коротких волн Северного моря и Балтики, очень сильно принимают воду. На большой скорости они зарывались носом в волну и, не успевая распрямиться, затем погружались кормой, которая практически всегда оставалась «мокрой». Проблемы возникли в ходе службы и с дизелями. Надо сказать, что трудности с принципиально новой для таких больших боевых кораблей механической установкой не являются чем-то особенным. Реальные неприятности большей частью обуславливались слабыми основаниями и сильной вибрацией. Однако переборка моторов стала делом регулярным и несколько раз совмещалась с модернизациями.
Адмиралам одновременно хотелось улучшить боевые качества. Неоднократные совещания, прошедшие в течение 1937 года с участием высших чинов флота и специалистов по кораблестроению привели к выводу о необходимости существенных изменений прежде всего в форме корпуса. Мореходность оставалась больным местом всех германских боевых судов; одновременно с ростом мореходных качеств увеличивались и требования к ним. Адмиралы и инженеры пришли к согласию по следующим вопросам: корабли должны получить более высокий «атлантический» форштевень с плавным понижением линии борта вплоть до передней башни, а корму следует уширить. Расплатой за увеличение нагрузки могла служить замена башенноподобной надстройки на трубчатую мачту, использование успокоительных цистерн Фрама для хранения топлива, удаление посадочных тентов, перемещение прожекторов и, наконец, изменение состава вооружения. Все перечисленные меры были так или иначе испробованы впоследствии с достаточно хорошим результатом, кроме последней. Командующий линейными силами адмирал Карлс категорически не желал соглашаться с уменьшением числа 150-мм орудий вдвое, тем более что выигрыш в весе оказывался незначительным. Тогда всплыл первоначальный вариант "карманного линкора" с универсальной вспомогательной артиллерией. Место восьми 150-мм и шести 105-мм пушек должны были занять четырнадцать 127-мм в спаренных установках, из которых по три располагались бы по бортам, а еще одна — в диаметральной плоскости, вместо возвышенной зенитной установки. Это давало бы 8 орудий на борт для стрельбы как по морским, так и по воздушным целям, практически уравнивая немецкие броненосцы с американскими тяжелыми кораблями — признанными лидерами в отношении ПВО. Кроме того, единый калибр позволял высвободить почти 100 человек и дополнительные объемы в погребах для патронов к автоматам, а также забронировать подачи универсальных установок.
Проекты модернизации по корпусу рассматривались почти 12 месяцев, и в результате наиболее предпочтительным оказался самый смелый из них, предусматривавший не только изменение формы носа, но и увеличение ширины и длины корабля (хотя масштабные работы со снятием 150-мм орудий и заменой их и тяжелых зениток на 127-мм универсальные орудия «пробить» не удалось). В сущности не такая уж значительная добавка веса в 500 т позволяла одновременно увеличить остойчивость, мореходность и скорость на целых 2 узла! Из этих несколько ошеломляющих расчетов следует, насколько невыгодными были формы и размеры, диктовавшиеся жесткими рамками ограничения водоизмещения. Общий рост нагрузки предполагался примерно в 750 т, из которых 200 т приходилось на новое оборудование и добавочную противоосколочную защиту. В 1938 году Редер настоял на включение в планы годичной модернизации всех трех единиц. Первым с января 1940 года на верфь должен был отправиться «Шеер», за ним — «Шпее» и последним — «Дойчланд» (соответственно с июня и декабря 1942 года). Напряженная международная обстановка не позволила реализовать этот интересный замысел, а начавшаяся мировая война окончательно похоронила его. Хотя в итоге «Шеер» и «Дойчланд» претерпели довольно обширные модернизации, проведенные работы сильно отличались от запланированных.
