Зенитная артиллерия "карманных линкоров" постепенно, но неуклонно улучшалась от корабля к кораблю. В момент ввода в строй «Дойчланда» в наличии имелись только 88-мм зенитки с длиной ствола 45 калибров на установке с центральным штырем образца… 1914 года! Они стреляли 9-кг снарядом с начальной скоростью 790 м/с, имели угол возвышения до 90° и раздельное заряжание. Три таких орудия недолго находились на головном корабле серии и были вскоре заменены тремя спаренными 88-мм пушками SКС/31 с длиной ствола 75 калибров в установках С32 с силовым приводом, стабилизированных в трех плоскостях. Для стрельбы из этого вполне современного на то время орудия использовались унитарные патроны весом 15 кг с тем же 9-кг снарядом, но значительно увеличенной начальной скоростью — 950 м/с. Эти орудия стали основой противосамолетного вооружения «Дойчланда» (после замены) и «Шеера» (с момента готовности). Однако конструкторы не остановились на достигнутом, заменив в удачной установке 88-мм орудия на более мощные 105-мм. Новая пушка имела длину ствола 65 калибров и стреляла 15,1-кг снарядом с начальной скоростью 900 м/с. По проекту в состав вооружения "карманного линкора" включили восемь 37-мм автоматов SКС/30 в спаренных установках L/30. Они располагались попарно на крыльях командирского мостика на передней мачте и по бокам от кормового дальномерного поста и имели хорошие углы обстрела. Сама установка выглядела весьма перспективной; в ней предусматривалась стабилизация в двух плоскостях, однако на практике сложная техника не всегда работала бесперебойно. Да и эффективность собственно 37-мм орудия была посредственной. Поэтому в ходе войны автоматическое зенитное вооружение неоднократно модифицировалось.

Представляло собой существенное и полезное дополнение к артиллерии. Два 4-трубных торпедных аппарата, удачно расположенные в кормовой части, прикрывались легкими щитами для предохранения от мелких осколков и орудийных газов кормовой башни. На головном корабле вначале установили 500-мм аппараты, но при первой же возможности их заменили на 533-мм.

Авиавооружение номинально состояло из катапульты, двух гидросамолетов и посадочного тента Гейма, однако обычно на борту находилось не более одного самолета, а посадочное устройство было сдано на берег еще до начала войны. В конце 1930-х годов в качестве корабельных самолетов использовались поплавковые «хейнкели» Не-60, уступившие затем место Аг-196 (фирма "Арадо") — лучшему представителю судовой авиации Второй мировой войны. Наличие самолета заметно расширяло возможности "карманных линкоров" в качестве рейдеров, позволяя им обнаруживать как торговые суда, так и возможных преследователей.

"Линкорный" статус кораблей подчеркивался не только калибром их орудий, но и системой управления огнем, необычайно развитой для всего двух башен. Она включала три равноценных поста, по одному в боевых рубках и еще один — на топе носовой мачты-надстройки. Дальномерное оборудование включало 6-метровый стереоскопический дальномер в переднем посту и 10-метровые — в двух других. Целеуказание могло осуществляться из двух визирных башенок (директоров по английской классификации), располагавшихся в боевой рубке друг за другом по диаметральной плоскости, или из другой пары, на фор-марсе, также размещенной по центральной линии спереди и сзади от 10-метрового дальномера. Еще один визирный пост находился в кормовой рубке рядом с таким же дальномером. Все посты прикрывались 50-мм броней, защищавшей практически от любых осколков, причем наблюдение велось без каких-либо смотровых щелей и окошек из специальных перископов, едва выступавших над броневой крышей. Данные из постов поступали в два центра обработки, расположенные соответственно под носовой и кормовой рубками глубоко под броневой палубой и оборудованные аналоговыми вычислительными машинами. Дублирование не только даль-номерных и визирных постов, но и расчетных «централей» являлось уникальным для 10000-тонных кораблей сравнение их по числу и оборудованию с довольно примитивными средствами английских тяжелых крейсеров демонстрирует полное превосходство немецкого подхода к артиллерийской мощи.

Главный калибр "карманных линкоров" стал на них настолько «главным», что оставил мало простора для калибра вспомогательного. В принципе 150-мм пушки могли управляться через любой из трех основных постов, с передачей данных в свой пост обработки, также находившийся в трюме. Однако на практике отсутствие специального, пусть даже хуже оборудованного директора приводило к явному пренебрежению нуждами среднего калибра. Отмеченный вычислительный центр использовался также и зенитной артиллерией, которая почти полностью «монополизировала» его, поскольку угроза с воздуха оставалась постоянной. Результатом стала малая полезность 6-дюймовок, в принципе достаточно мощных по баллистическим характеристикам.

Для 88-мм зенитной артиллерии на «Дойчланде» вначале предусматривался довольно примитивный единственный КДП в диаметральной плоскости позади дымовой трубы, однако ввиду временности самих 88-мм одинарных установок он практически не использовался. В 1934 году флот получил новый зенитный КДП SL2, стабилизированный в трех плоскостях и позволявший передавать правильные данные при крене до 12°. На «Дойчланде» установили два таких поста: один над сигнальным мостиком на передней мачте-надстройке, а второй — вместо временного поста за дымовой трубой. На двух последующих единицах место кормового директора заняла катапульта, и корабли получили по два зенитных КДП по бокам от трубы, что, по мнению специалистов, значительно увеличило эффективность управления огнем. Посты имели собственные 4-метровые (по другим данным 3-метровые) стереоскопические дальномеры и средства дистанционного наведения орудий, что вместе с новыми 88-мм и 105-мм зенитками обеспечило достаточно сильную ПВО "карманных линкоров".

Что касается автоматов, то при относительно удачных зенитных установках немцы пользовались, мягко говоря, не слишком совершенными системами управления ими. До конца войны довольно многочисленные на уцелевших «Лютцове» и «Шеере» зенитные автоматы по-прежнему стреляли под местным управлением, иногда с использованием предусмотренных еще первоначальным проектом однометровых переносных дальномеров.

Список пунктов управления огнем не исчерпывался перечисленными главными постами. Для действий ночью предусматривалось командование кораблем со специального мостика, расположенного над командирским. Там были сосредоточены специальные просветленные морские бинокли и перископы, а поскольку при ночной стрельбе главным фактором являлась быстрота реакции, то тут же находились два дополнительных поста управления огнем, имевших упрощенное оборудование, но позволявших вести дистанционную стрельбу главным калибром. На том же мостике, в передней его части, помещался визирный пост управления прожекторами и два целеуказателя для стрельбы осветительными снарядами. На кораблях находилось еще 4 директора для наведения прожекторов, по 2 на каждую сторону от главной и кормовой боевых рубок. На «Дойчланде» они могли управлять действием 5 полутораметровых «фонарей» фирмы «Сименс-Шуккерт», 4 из которых располагались попарно по сторонам дымовой трубы, а еще один — на специальном мостике на мачте. "Адмирал Шеер" имел на один прожектор больше: на башенноподобной надстройке их стало два по бокам вместо одного по диаметральной плоскости; такое же расположение получил и «Шпее».