俾斯麦级主装甲带的防御目标为，在的距离上抵御与自身主炮口径相同的380毫米穿甲弹射击。为此在水线上布置了厚度为220-320毫米的克虏伯表面硬化钢板（Krupp Cementite, Neuer Art），主装甲带占水线长度达到了空前绝后的70%。美国海军战后的实弹测试显示，这种装甲板略逊色于英国战列舰使用的渗碳装甲板，明显优于美国自用的A级装甲板。装甲板为垂直安装，并没有借鉴他国战列舰用提高防护力的设计；最厚的320毫米装甲板用于防护炮塔、弹药库和轮机舱所处的中央部分，至下层逐渐减薄为170毫米。主装