武器布局与前身马格德堡级相同。它们配备有十二门单装。其中两门并排布置在前方，八门设于舰舯、每边各四门，以及两门并排布置在舰艉。炮管的仰角可提升至30°，使其可以瞄准最高达开外的目标。它们共提供1800发弹药，其中每炮150发。此外，它们还标配搭载有两具鱼雷管和五枚鱼雷，均浸没的船体内。全部两艘舰也可携带120枚水雷。卡尔斯鲁厄级的舰只装甲也与前级相同。它们受到水线装甲带的保护；这条装甲带在舰舯的厚度为，至舰艏处弱化为。舰艉则不设装甲。甲板前侧由60毫米厚的装甲覆盖，舯部为厚，艉部厚度则为。40毫米厚的斜