背负式布局位居前部，“采撒”及“朵拉”则居后部。炮塔可提升至30度仰角，主炮的最大射程达到36,520米。发射重800公斤炮弹时炮口初速为820米每秒。主炮共备有940至960枚炮弹，其中每炮约115至120枚。俾斯麦级的主炮和德国其它大口径舰炮一样由克虏伯设计，特点是采用了横楔式炮闩而非常见的，并用铜制药壳容纳发射装药（一般战列舰主炮的发射装药是装在纺织品制成的药包内）。由于不像螺闩需要向后打开的空间，楔闩在火炮尚未完全复进时即可开闩装填，因此射速比较快。在理想条件下，主炮射速为每18秒一发（每分钟三发）