Главной особенностью броненосцев типа "Полтава" стали: повышение проектного водоизмещения, принятого для балтийских броненосцев до 10000 тонн, принципиально новые состав и размещение главной артиллерии. Этим самым совершался окончательный переход к мировому стандарту типа эскадренного броненосца и открывались новые возможности для его совершенствования и развития. Реализовать эти возможности оказалось сложно, и прежде всего из-за устаревших взглядов на тактику боя.

Эскизный проект разрабатывался в МТК. Водоизмещение потребовалось увеличить до 10900 тонн, 17-узловую скорость рассчитывали достичь с помощью машин мощностью 10600 л.с. Вооружение должно было составить 4 305-мм орудия в двух барбетных башнях и 8 203-мм орудий в четырех башнях по бортам. ‘‘Практический и теоретический чертежи” утвердили в МТК 21 мая 1891 г. (журнал № 85), а 1 июля (журнал № 102) и спецификацию корпуса.

Проект, который вначале в МТК назвали “Наварин № 2”, не был похож ни на своего предшественника, уже находившегося на стапеле, ни на заданные Морским министром отечественный и заграничные прототипы.

Создав этот проект, МТК не проявил ни должной предусмотрительности (запас водоизмещения и проработка перспективных решений по-прежнему отсутствовали), ни заинтересованности в его дальнейшем усовершенствовании. Проект подвергался изменениям: барбетные установки всех орудий заменили башнями, от 35-калиберных 305-мм орудий перешли к 40-калиберным и, как следствие, отказались от 203-мм орудий, вместо которых решили установить новые патронные 152-мм.

Спешно осваивая производство этих, а также 120- и 75-мм орудий, Обуховский завод в мае 1895 г. провел их первые полигонные испытания, но в октябре у девятого 152-мм орудия при испытании оторвало казенную часть, что задержало изготовление всей партии орудий. Башни для 152-мм орудий создавались без каких-либо опытно конструкторских проработок и были далеки от совершенства, а реальная скорострельность была меньшей, чем у 152-мм орудий в казематных установках. Недостижимой оставалась и 17-узловая скорость.

Не желая переделывать теоретический чертеж или усиливать машины, Морской министр оставил без внимания результаты проведенных в Англии модельных испытаний (стоивших огромных расходов), из которых следовало, что при заданных обводах корабль разовьет скорость только в 16 узлов.

Постройка трех кораблей началась почти одновременно: “Полтавы” – 25 февраля 1892 г. в только что сооруженном каменном эллинге Нового Адмиралтейства, “Севастополя” и “Петропавловска" – 7 и 19 марта в старом деревянном и новом каменном эллингах на Галерном Островке.

Главные машины (мощностью по 5300 л.с. каждая) заказывали для “Полтавы” и “Петропавловска” двум английским заводам Хомфрейса и X. Лесли, для “Севастополя” – Франко-Русскому, Вертикальные машины тройного расширения были изготовлены по образцу машин черноморского броненосца “Георгий Победоносец”, изготовленных в Англии на заводе Модслея. Смонтированные в 1894 г., машины “Петропавловска” на первом испытании 21 октября 1897 г. контрактной мощности не развили. 14 октября 1898 г. на четырех пробегах на мерной линии при водоизмещении 10890 т и мощности 11213 л.с. его скорость составила 16,38 узла. “Полтава” на 9-часовом пробеге 3 сентября 1898 г. при мощности 1 1255 л.с. развил 16,29 узла. .При испытании “Севастополя” (водоизмещение 11249 т, мощность машин 9368 л.с.) скорость была 16,41 узла.

Для “Севастополя” и “Петропавловска” часть сталеникелевой брони (550 и 605 т.) заказали американскому заводу “Бетлхем Айрон С°”, Для средней части броневого пояса на “Севастополе” применили гарвеевскую броню, а на “Полтаве" броню Круппа. При непомерно толстой броне главного пояса (406-мм сталеникелевые плиты на “Петропавловске” и 368-мм крупповские на “Полтаве”) остались незащищенными оконечности и 4 из 12 152-мм пушек.

Испытания наливом воды проводились под руководством С.О. Макарова. Он отмечал “страшное усложнение водоотливной системы”, которое сделало ее практически непригодной к эксплуатации. Ввиду спешного отправления в плавание, ее исправления сделали лишь частично. Уже по пути на Дальний Восток некоторые из переборок “скрипели наподобие прежних деревянных”.

Анахронизмом оставались на корабле унаследованные от парусной эпохи тяжелые (по 6,5 тонн), громоздкие, бороздившие воду и неудобные в обслуживании (уборка “по-походному” занимала до 1 часа) адмиралтейские якоря. Большим недостатком конструкции было то, что основная масса боеприпасов как для орудий, так и минных, хранилась под носовой башней вне броневой защиты в опасной близости от бортов и днища. Для “Петропавловска” это имело роковое последствие.

Бронирование кораблей состояло из броневого пояса по ватерлинии толщиной 368 мм (на “Петропавловске” 406-мм), который утоньшался в районе башен главного калибра до 254 мм (на “Петропавловске” 305-мм). Главный броневой пояс простирался по ватерлинии от 20 до 80 шп. Пояс замыкался 229-мм (в носу) и 203-мм (в корме) траверзами. Далее к оконечностям шла карапасная 63-мм (76) броневая палуба. Поверх главного пояса шел верхний из 127-мм плит. Он имел длину около 50 м. Основания 305-мм башен и сами башни имели 254-мм, 152-мм башни 127-мм, а боевая рубка 229-мм броню. Поверх пояса по ватерлинии от траверза до траверза шла броневая 51-мм палуба.

Сооружение всей серии затянулось на семь лет. Вместо проектных 10960 т фактическое водоизмещение “Петропавловска” и “Севастополя” составило 11958 и 12305 т., а их осадка доходила до 8,6 м.

Все три корабля составили основу 1-й Тихоокеанской эскадры. “Петропавловск” стал флагманским кораблем С.О. Макарова и погиб вместе с адмиралом в результате детонации погребов при подрыве на минной банке 31 марта 1904 г. “Севастополь” был затоплен на Внешнем рейде перед сдачей Порт-Артура. “Полтаву”, потопленную огнем японских осадных орудий, подняли и ввели в строй японского флота. В 1916 г. ее выкупило русское правительство и перевело в состав флотилии Северного Ледовитого океана.