防护和生存力一直都是德国军舰最显着的性能强项，这与德国海军的设计思想有关，从前无畏时代起，德国军舰一直就是世界上最重视防御的军舰。德国人不仅在技术上强化了军舰的防御，也在设计取舍上加大了军舰防御的优先性：“俾斯麦”级是二战时代建成战列舰中装甲比重最大的战列舰，不含炮塔旋转部分的装甲总重量就达到了标准排水量的41．85％；也是二战时代防护尺度最大的战列舰，主装甲堡侧壁覆盖了70％的水线长度和全部的干舷高度。

“俾斯麦”级战列舰主要使用了以下几种钢材建造：

St42造船钢，于1931年在传统的二号造船钢基础上改进而成，用于建造俾斯麦的上层建筑和非装甲舱段舰体结构。其硬度为140－160HB，抗拉强度为420－510MPa，屈服强度为340－360MPa，弹性形变范围21％，性能不低于其它国家的同类产品。

St52造船钢，于1935年在着名的三号造船钢基础上改进而成，用于建造俾斯麦的装甲舱段和轻装甲舱段舰体结构。其硬度为160－190HB，抗拉强度为520－640MPa，屈服强度为360－380MPa，弹性形变范围21％，同时具有极佳的韧性和延展性，具有很强的抗断裂和撕裂能力。虽然其较软的材质抵抗动能穿甲弹的能力较弱，但它拥有优秀的构造强度保持能力和优良的鱼雷爆破冲击波抵抗能力。

Ww高弹性匀质钢，于1925年在传统的KNC装甲基础上发明，用于建造俾斯麦的主防雷装甲。其硬度为190－220HB，抗拉强度为650－750MPa，屈服强度为380－400MPa，弹性形变范围25％。

Wh高强度匀质钢，于1925年在传统的KNC装甲基础上发明，其中的高性能部分被用于建造“俾斯麦”级的所有水平装甲和首尾水线装甲带以及内部纵横向装甲。其硬度高达250－280HB，抗拉强度为850－950MPa，屈服强度为500－550MPa，弹性形变范围20％。

KCn／A表面渗碳硬化钢，于1928年在传统的KC装甲基础上发展而成，用于建造俾斯麦的舷侧、炮座、炮塔立面、指挥塔立面装甲。其表面硬度高达670－700HB，递减渗碳深度为40－50％，基材硬度为230－240HB，基材抗拉强度为750－800MPa，基材屈服强度为550－600MPa。

在纵向俯视图上，“俾斯麦”级的舰体为纺锤形，中间最粗，向首尾两端以抛物线形逐渐变细，这种形态的舰体很容易获得可靠的构造强度。在横向上，由于布置了厚重的上部舷侧装甲和上装甲甲板，该舰在上甲板下方就布置了第一主构造梁，并在第二甲板下方布置了第二主构造梁，使该舰拥有双层舰体上部主构造梁，而不是象其它多数国家战舰那样在主水平装甲下方布置单一的主构造梁，这样做的好处是充分利用了25米高46．8米宽的全部舰体横截面的尺度布置主承力结构，最大限度的增加了承力结构的几何力矩从而提高了强度。