Предыдущие типы английских линкоров такого бронирования не имели, поэтому согласно инструкциям Адмиралтейства предусматривалось: в случае повреждения дымоходов во время боя все пробоины должны быть заделаны силикатно-хлопковыми подушками, удобно доступными, в случае необходимости, из кладовых, расположенных рядом с дымоходами.

Основной вертикальный броневой пояс на "Нептуне" имел протяженность 94 м (от траверза центра носового барбета башни "А" до траверза центра кормового барбета башни "У") и покрывал 56,5% длины корпуса т.е. участок расположения главных жизненных частей корабля (энергетической установки, снарядных и пороховых погребов, постов управления). Он располагался на высоте от уровня главной палубы и до отметки четыре фута и четыре дюйма (1,32 м) ниже уровня ватерлинии при нормальном водоизмещении. Общая высота вертикального бронирования составляла 13 футов и 8 дюймов (4,165 м).

Пояс был набран из плит разной толщины (как это практиковалось на британском флоте), изготовленных из цементированной крупповской стали (КС). Крупповская броня была вязкой с внутренней и закаленной с наружной поверхности. Наружная поверхность броневой плиты подвергалась сначала цементации (то есть насыщению поверхностных слоев стали углеродом при температуре 900-950° с целью повышения твердости), а затем закалке с последующем высоким отпуском. Такая термическая обработка позволяла плитам сопротивляться удару снаряда, вызывая его разрушение, и в то же время не раскалываться, благодаря довольно мягкой основе.

Вертикальный броневой пояс состоял из двух отдельных поясов — 10-дюймового (254 мм) главного, защищавшего ватерлинию до уровня средней палубы и 8-дюймового (203 мм) верхнего, прикрывавшего корпус корабля от средней до главной палубы. Общая высота главного броневого пояса составляла 6 футов и десять дюймов (2,083 м) из них 2 фута и шесть дюймов (0,762 м) возвышалось над водой при нормальном водоизмещении. В нижней части главного броневого пояса 254-мм плиты имели утончение до 203 мм. Главный броневой пояс имел продолжение в носовую часть (той же высотой) - сначала толщиной 7 дюймов (178 мм) и протяженностью 33 фута (10,06 м), затем толщиной 2,5 дюйма (64 мм) от концевой поперечной переборки до форштевня. В кормовую часть 254-мм броневой пояс (той же высоты) протянулся вплоть до ахтерштевня толщиной 2,5 дюйма (64 мм).

Выше главного пояса располагался верхней 8-дюймовый (203-мм) броневой пояс, который по протяженности был таким же, как и 10-дюймовый (254-мм) пояс, а по высоте - от уровня средней до уровня главной палубы. Носовая и кормовая оконечности верхнего пояса по распределению и толщине бронирования и протяженности были такими же как и оконечности главного пояса. Броневые плиты укладывались на тиковую подкладку и крепились к корпусу броневыми болтами.

Вертикальное бронирование "Нептуна" вновь повторяло главный недостаток, который был присущ броневой защите "Дредноута" и его прямым наследникам, - линейным кораблям типа "Беллерофон" и "Сент-Винсент" — отсутствию верхнего броневого пояса (между главной и верхней палубами), которое являлось серьезным просчетом. По сути, эта часть надводного борта, которую прикрывала лишь бортовая 13-мм стальная обшивка, была самым уязвимым местом для любых фугасных снарядов противника и представляло большую опасность для корабля в случае попаданий (и последующих разрушений), поскольку проникшая вода могла затопить значительный объем корпуса выше броневой палубы, что вызвало бы потерю остойчивости.

Линейный корабль "Нептун". 1911 г.

(Продольный разрез и планы палуб с указанием бронирования) Из книги О. Parkes British Battleships. London. 1966.

Броневую цитадель от продольного огня прикрывали носовой и кормовой броневые траверзы, которые в плане были наклоненными внутрь, и располагались от концевых носовой и кормовой кромок 254-мм и 203-мм поясов к наружной поверхности концевых барбетов орудийных башен "А" и "У". Траверзы по высоте имели переменную толщину бронирования: носовой траверз, ограничивавший главный пояс - 4 дюйма (102 мм), кормовой- 8 дюймов (203 мм); носовой траверз, ограничивавший верхний пояс - 5 дюймов (127 мм), кормовой - 9 дюймов (229 мм).

Носовая наружная переборка, закрывавшая оконечности 178-мм участка главного броневого пояса, по высоте располагалась между нижней и верхней палубами, причем толщина бронирования (как и главных переборок) была переменной: от уровня нижней палубы до уровня главной - 127 м, от уровня главной палубы до уровня верхней - 102 мм.

За главным броневым поясом размещались продольные противоторпедные переборки правого и левого борта, поднимавшиеся от настила второго дна до броневой палубы. Материалом для изготовления переборок служила "мягкая" броневая сталь с добавлением никеля.

Продольные переборки протянулись от носового до кормового броневых траверзов и имели толщину: от 1 до 3 дюймов (25,4 мм-76,2 мм) вдоль погребов носовой и средних башен; от 1 и 1/4 до 2 дюймов (32 мм-51 мм) вдоль погребов кормовых башен; от 1,1/2 до 2 дюймов (38-51 мм) вдоль машинного и котельных отделений.

Критики "Нептуна" относились негативно к 254- мм защитному поясу нового линкора, который был тоньше 280-мм пояса "Дредноута", а уж тем более 305-мм главного пояса "Лорда Нельсона" и был серьезным шагом назад в системе вертикального бронирования корабля. Также критике подвергалась старая практика набора бортового бронирования линкора из плит разной толщины, поскольку в полном грузу (с полным запасом топлива и воды) 254-мм пояс полностью уходил под воду и живучесть корабля, в этом случае, зависела только от 203-мм броневого пояса, который частью также оказывался под водой. Кроме этого главный броневой пояс "Нептуна" никак нельзя было назвать "адекватным" 11-дюймовым, а уж тем более 12-дюймовым германским снарядам, выпускаемым с расстояния 11000 ярдов (10000 метров), не говоря уж о более близкой дистанции, например, 8000 ярдов (7280 м), хотя создатели проекта "Нептуна" рассчитывали толщину бронирования исходя именно из этого расстояния.

Носовая боевая рубка, размещенная на палубной надстройке, в плане имела форму усеченного овала, со слегка срезанной передней стенкой. Передняя и боковые стенки рубки покрывались броневыми плитами толщиной 11 дюймов (280 мм), задняя стенка имела толщину бронирования 8 дюймов (203 мм), крыша - 3 дюйма (76 мм), пол-2 дюйма (51 мм). С находившимся под броневой палубой нижним командным постом (НКП) боевую рубку связывали коммуникационные линии, заключенные в броневую трубу диаметром один метр, толщина стенок которой до главной (верхней броневой) палубы составляла 5 дюймов (127 мм), ниже (до командного поста) - 3 дюйма (76 мм). Внутри коммуникационной трубы находился аварийный трап, по которому можно было спуститься из боевой рубки в НКП. Носовой корректировочный пост, примыкавший сзади к боевой рубке, был защищен со всех сторон 3-дюймовыми (76 мм) плитами. Крыша рубки корректировочного поста была покрыта двухдюймовой (51-мм) броней.

На "Нептуне" кормовая боевая рубка отсутствовала. Вместо нее на верхнюю платформу кормовой надстройки, позади треногой грот-мачты, установили бронированную рубку (круглую в плане), выполнявшую функцию сигнальной и управления торпедной стрельбой. Стенки рубки и крыша защищались полуторадюймовыми (38-мм) броневыми плитами.