В кормовой части над рулевыми механизмами толщина этой палубы возрастала до 63,5 мм за счет дополнительного 12,7-мм слоя плит STS.

Защита артиллерии также мало отличалась от линкоров типа “Nevada”. Барбеты башен главного калибра выше броневой палубы имели толщину 330 мм, . а ниже, внутри цитадели, 114 мм, поскольку здесь дополнительной защитой служили бортовая и палубная броня. Вес барбета 3-орудийной башни составлял 226 т. Все четыре башни ГК теперь были одинаковы, и их бронирование было идентичным: толщина лобовой плиты 457 мм, боковых плит 254 и 229 мм (более толстые ближе к лобовой части башни), 229-мм задние плиты и 127-мм крыши из стали STS. Боевая рубка из 31,8- мм листов STS защищалась 406-мм плитами и крыша из двух слоев стали STS толщиной по 102 мм, что по эффективности соответствовало монолитной плите толщиной 173 мм. Была также сохранена и 330-мм защита дымохода – в основном для предохранения внутренних отсеков корабля от задымления в случае боевого повреждения нижней его части.

Ширина подводной противоторпедной защиты была несколько больше, чем у линкоров типа “Nevada”, и составляла 3,584 м. Конструкция защиты существенно не изменилась и включала двойной борт, далее следовал пустой отсек, и затем шла противоторпедная переборка, толщина которой была увеличена и составляла 76,2 мм (два слоя STS по 38,1 мм). При этом бортовые отсеки содержались пустыми, топливо и пресная вода для котлов хранились в днищевых отсеках.

После ввода в строй вооружение линкоров составляло 12 356-мм орудий длиной 45 калибров, с боекомплектом по 100 снарядов на орудие. Орудия главного калибра размещались классически – в 4 трехорудийный башнях, по 2 в носу и в корме, по линейно-возвышенной схеме. В каждой башне все три ствола размещались в общей люльке и имели совместное вертикальное наведение.

Управление огнем осуществлялось посредством центрального артиллерийского поста, оборудованного ниже броневой палубы в средней части корабля под носовой надстройкой.

Противоминная батарея состояла из 22 127-мм орудий длиной в 51 калибр, с боезапасом в 230 снарядов на орудие. Расположение орудий было в общем близким к схеме, принятой на линкорах типа “Nevada”, но с отказом от неудачной кормовой установки в диаметральной плоскости; кроме того, 4 орудия из-под верхней палубы в кормовой части были перенесены на эту палубу в среднюю часть – то есть палубой выше.

Примечательной чертой проекта стало то, что на кораблях изначально предусматривалась зенитная артиллерия из 4 76-мм орудий; вскоре это вооружение удвоили, и в начале 20-х годов стандартной линкоровской зенитной батареей стали считаться 8 76-мм орудий. Все зенитки стояли на палубе полубака в средней части корабля. Как и корабли типа “Nevada”, эти линкоры никогда не имели орудийных площадок поверх колонн шлюпочных кранов, характерных для 305-мм и первой пары 356-мм кораблей.

Артиллерийское вооружение линкоров дополнялось торпедным, в виде стандартных двух 533-мм подводных траверзных торпедных аппаратов с боковой перезарядкой, в торпедном отсеке впереди носовых башен ГК. Боезапас аппаратов составлял 24 торпеды.

Используя опыт первой мировой войны, в ходе заводских ремонтов в 1919-1920 гг. в конструкцию, оборудование и системы линкоров вносились некоторые улучшения, в общем идентичные модификациям линкоров предыдущего типа. В частности, были усовершенствованы системы управления огнем, установлены приборы управления противоминной батареи британского образца (4 шт.), несколько расширены мостики, и в том числе смонтирован просторный мостик с закрытой ходовой рубкой позади и выше боевой рубки, на пиллерсах вокруг основания ажурной фок-мачты.

Линейный корабль “Pennsylvania”. 1913 г. (Продольный разрез а районе мидель-шпангоута)

Немного ниже половины высоты мачт на них были смонтированы закрытые “противоторпедные” наблюдательные платформы характерной восьмиугольной формы, с остеклением.

Как и на других линкорах, в 1919 г. на башнях ГК №2 и №3 были смонтированы раскладные стартовые платфломы для легких колесных самолетов. Хотя их недостатки были очевидны и вызывали те же нарекания, что и на других кораблях. Поэтому при первой возможности, сразу после успешных испытаний пневматической катапульты, было запланировано оснастить корабли такой катапультой в кормовой части палубы, позади башни ГК № 4. Финансовые ограничения, однако, задержали проведение этих работ, и линкоры получили катапульты только в 1925 году.

Когда в середине 20-х гг. американский флот развернул обширную программу коренной модернизации всех сохранившихся в составе флота линкоров, работы на “Pennsylvania” и “Arizona” не значились в числе приоритетов, и корабли считались достаточно эффективными и современными по большинству характеристик, и модернизация угольных дредноутов представлялась гораздо более насущной задачей. Однако к концу 20-х гг. и для этой пары линкоров подошел черед отправиться на верфь для проведения большой модернизации, проект которой был в основном подобен тому, что было сделано на предыдущей паре кораблей типа “Nevada”.

Броневая защита кораблей типа “Pennsylvania” считалась в целом вполне удовлетворительной и особенно в отношении вертикальной защиты и общей схемы бронирования. Поэтому приоритетами являлись улучшение подводной защиты, модернизация систем управления огнем и силовой установки, а также перестройка противоминной батареи. Общая сумма, затраченная на модернизацию линкоров типа “Pennsylvania”, составила 14,8 млн. долларов (на 2 корабля), сами же работы, как и на линкорах типа “Nevada”, заняли более 2 лет.

По бронированию было признано необходимым некоторое усиление горизонтальной защиты. Поэтому поверх имеющейся броневой палубы уложили дополнительный слой защитных плит STS толщиной 44,5 мм, доведя таким образом общую толщину броневой палубы до 120,8 мм. По некоторым данным, увеличили также толщину брони на скосах противоосколочной палубы до 76,2 мм и крыши боевой рубки до 203 мм.

Общий вес добавленной горизонтальной брони составил 1073 тонны.

По корпусу основные работы заключались в усилении противоторпедной конструктивной защиты. При этом обширный отсек ПТЗ сразу за двойным бортом был разделен на 2: внутреннюю и внешнюю секции, т.к. в нем между старой противоторпедной переборкой и внутренней обшивкой двойного борта установили еще одну продольную переборку толщиной 19,05 мм STS. Внутрь от старой противоторпедной переборки, на случай ее повреждения, также установили еше одну новую продольную переборку толщиной 6,35 мм, образовав таким образом фильтрационную камеру. Это стало возможным благодаря уменьшению ширины, занимаемой силовой установкой после ее замены. Фильтрационный отсек всегда содержался пустым.

Сама главная (“старая”) противоторпедная переборка осталась без изменений, т.к. и до того имела солидную толщину 76,2 мм. Кроме того, линкоры получили були максимальной шириной по 1,4 м., несколько меньше,чем на предыдущих кораблях. Разница вызывалась тем обстоятельтвом, что линкоры типа “Pennsylvania” изначально имели несколько большую ширину, пределы же для уширения всех кораблей были неизменны и определялись шириной Панамского канала.