את חימוש האונייה שינו מספר פעמים במהלך תולדותיה. השינוי החשוב ביותר נעשה לאחר שיפוצה המקיף ב-1536, אז הקטינו את מספר התותחים נגד-אדם והוסיפו שורה שנייה של תותחים ארוכים על גבי עגלות. קיימים שלושה אינוונטרים המפרטים את סוג ומספר תותחיה, מ-1514, 1540 ו-1546. מסמכים אלה, יחד עם רשומות בית הנשק במצודת לונדון, מראים כיצד השתנו סוגי התותחים של האונייה במקביל להתפתחות טכנולוגיית ייצור התותחים ולהמצאת שיטות סיווג חדשות. ב-1514 כלל החימוש בעיקר תותחים נגד-אדם כמו ה-"murderers" הגדולים נטעני-המכנס מברזל וה-"serpentines", ה-"demi-slings" ותותחי האבנים הקטנים. רק תותחים ספורים באינוונטר הראשון היו חזקים דיים כדי לרסק את גוף אוניות האויב, ורובם הושענו בשעת הירי על גוף האונייה ולא על עגלות. האינוונטרים של "מרי רוז" ושל בית הנשק מ-1540 מעידים על שינוי מקצה לקצה של חימוש האונייה. כעת מופיעים בהם "קנונים", "חצאי-קנונים", "קולוורינים" ו"סייקרים" חדישים יצוקים מברונזה, ו"תותחי אשנבים" מחושלים מברזל (שם המלמד כי ירו דרך אשנבים בדפנות). כל התותחים צוידו בעגלות, היו ארוכי טווח מקודמיהם ובעלי יכולת להסב נזקים חמורים לאוניות אויב. מניתוח של אינוונטר 1514 ורמזים על השינויים שנעשו במבנה האונייה ניתן להסיק כי אשנבי התותחים של הסיפון הראשי אכן היו תוספת מאוחרת.
לתותחים הייתה תחמושת מסוגים שונים, בהתאם למטרה: קלעים כדוריים פשוטים מברזל או מאבן ניתצו את גוף אוניית היריב, קלעי מוט מחודדים וקלעי שרשרת נועדו לקרוע מפרשים וחבלים, וקלע קופסה, שהכיל אבני חלמיש, חולל הרס וחורבן כמו אלה שמותיר אחריו רובה ציד. ניסויים שנעשו ברפליקות של קולוורינים ובתותחי-אשנבים מראים, כי הם מסוגלים לחדור בעד לוח עץ שעוביו כשל לוחות הדופן של "מרי רוז", וכי המרחק הבטוח מפניהם הוא לפחות 90 מטרים. נסתבר כי תותחי-אשנבים היורים קלעי אבן מיטיבים לנתץ גופי עץ ולפעור בהם חורים, ופגיעתם קטלנית במיוחד כאשר טוענים אותם בפתיתי-אבנים וחצץ.
כלי נשק ללוחמה מטווח קרוב.
כדי להתגונן מפני פושטים על סיפונה, נשאה "מרי רוז" כמות גדולה של כלי נשק ללוחמת פנים אל פנים, כולל רמחים וכילפים; על פי מגילת אנתוני הוחזקו באונייה 150 יחידות מכל סוג, ואכן נמצא בחפירות הארכאולוגית סך דומה. חרבות ופגיונים נחשבו לנשק אישי ועל כן אינם רשומים באינוונטרים, אך שרידים רבים מהם נמצאו בטרופת האונייה, וביניהם הדוגמה הקדומה ביותר של חרב סלסילית בריטית.
האונייה צוידה גם ב-250 קשתות ארוכות, מתוכן נמצאו עד כה 172, כמו גם כ-4000 חצים, מגיני-זרוע (bracers) וציוד קַשָּׁתוּת נוסף. באנגליה הטיודורית חייב היה כל מבוגר כשיר לדעת לירות בקשת ארוכה, והיא נותרה בשימוש ובמספרים גדולים לצד כלי הירי החדשים - תותחי השדה והרובים. אפשר היה לדרוך קשת ארוכה ולירות בה כיאות רק מאחורי לוחות-מגן במותניים הפתוחים של האונייה או ממרומי הצורים, מאחר שהגובה בסיפוניה הנמוכים יותר לא הספיק לכך. הקשתות נחלקו לכמה סוגים, שנבדלו זה מזה בגודל ובטווח. בקלות שבהן השתמשו כקשתות-צליפה, ואילו הכבדות שימשו כנראה לירי חצים בוערים.
האינוונטרים של 1514 ו-1546 מונים גם כמה מאות חניתות כבדות וקדרות סיד שנועדו להטלה על אוניות האויב מדוכניות הירי, אך לא נמצא שריד משל אף אחד משני סוגי כלי נשק אלה. מבין 50 הרובים הרשומים במגילת אנתוני נמצאו שלמים חמישה מוסקטים בעלי מצת פתיל ושרידיהם של אחד-עשר נוספים. מרביתם יוצרו באיטליה ואחדים מקורם בגרמניה. כמו כן חשפו הארכאולוגים "gunshields" אחדים, סוג של כלי נשק נדיר, הבנוי ממגן עץ שבמרכזו קבוע אקדח קטן.
הצוות.
במהלך 33 שנות שירותה השתנה גודל צוותה של "מרי רוז" פעמים אחדות ובמידה ניכרת. בימות השלום וכשנמצאה בעתודה היה לה צוות בסיסי מינימלי של 17 איש או פחות. בשעת מלחמה מנה צוותה כ-185 חיילים, 200 מלחים, 20-30 תותחנים ובעלי תפקידים נוספים מסוגים שונים כמו רופאים, מחצצרים ואנשי מטה האדמירל ובסך הכול 400–450 איש בממוצע. כשנטלה האונייה חלק בהנחתת חיילים או בפשיטות בחוף, כמו בקיץ 1512, עלה מספר החיילים שעל סיפונה לקצת יותר מ-400 וסך כל צוותה לכ-700 איש. אך גם עם צוות רגיל של כ-400 איש הייתה האונייה צפופה ודחוקה, ולא כל שכן כשנוספו לה עוד חיילים.
ידיעותינו על זהות האנשים ששרתו ב"מרי רוז" מעטות ביותר, גם כשמדובר בקצינים מקרב האצולה. שמותיהם של שני אדמירלים וארבעה קפטנים (כולל אדוארד הווארד ואחיו תומאס הווארד, ששירת בשני התפקידים) נזכרים בתעודות היסטוריות, וכן חובלים ראשיים, כלכלים, רבי-תותחנים וקצינים מקצועיים אחרים אחדים. על זהות חלק הארי של אנשי צוות, חיילים, מלחים ותותחנים כאחד, לא נשתמר דבר. המקור היחיד לידיעותינו על אנשים אלה הם ממצאי הבדיקות של עצמות האדם שנתגלו באונייה. עם זאת, בעזרת תעודות היסטוריות מאותה תקופה הצליחו החוקרים לשרטט את הרכבו המשוער של חלק מן הצוות. ל"מרי רוז" היה קפטן, רב חובלים האחראי לניווט וצוות סיפון. כמו כן שלם האחראי לתשלומים, רב מלחים, ממלא מקומו של הקפטן, נגר אחד לפחות, נווט האחראי לניווט וטבח; לכל אחד מאלו היה עוזר אחד או יותר. כמו כן כלל הצוות גלב-מנתח, שטיפל בחולים ובפצועים בסיועו של שוליה או עוזר ואפשר שגם "רופא" זוטר. האיש היחיד שזהותו ידועה בוודאות וטבע עם האונייה היה אדמירל-משנה ג'ורג' קארו. מק-קי, סטירלנד וסופרים אחרים מונים גם את רוג'ר גרנוויל, אביו של ריצ'רד גרנוויל מן ה"ריוונג'" של תקופת אליזבת; הארכאולוג הימי פיטר מרסדן מטיל ספק במהימנות המקור.
בטרופת האונייה נחשפו עצמותיהם של 179 אנשים, 92 מביניהם "שלדים שלמים כמעט לגמרי", וכן אוספי עצמות שלמים פחות או יותר שהחוקרים משייכים אותם לאנשי צוות ספציפיים באונייה. בדיקת השרידים העלתה כי כל אנשי הצוות היו גברים, מרביתם צעירים (81%) בני פחות מ-30 ואחדים בני 11–13 לכל היותר. חלקם הגדול ממוצא אנגלי, לדעת הארכאולוגית ג'ולי גרדינר בעיקר מדרום-מערב אנגליה, שרבים מהם באו עם אדוניהם האריסטוקרטיים לשירות בצי. מלבדם היו בצוות אנשים אחדים מאירופה הקונטיננטלית. עד ראייה מיד לאחר האסון מזכיר ניצול פלמי, והנווט היה קרוב לוודאי צרפתי. בדיקת איזוטופים של חמצן בשיניים מעלה כי אחדים הגיעו מדרום אירופה. באופן כללי הם היו חסונים ובריאים, אם כי על רבות מעצמותיהם סימנים למחלות ילדות ולחיי עמל קשים. כמו כן נמצאו על העצמות סימני שברים רבים שאוחו, תוצאה כנראה של תאונות עבודה באונייה.
שירותה בצי.
המלחמה הראשונה נגד צרפת.
את טבילת האש הראשונה שלה עשתה "מרי רוז" ב-1512, במלחמת ליגת קמברה, בפעולה ימית משותפת עם הספרדים נגד צרפת. האנגלים היו אמורים להתנגש במימי התעלה האנגלית בציי צרפת ודוכסות ברטאן, בעוד הספרדים נוחתים במפרץ ביסקאיה ומתקיפים את גאסקון. באפריל מונה סר אדוארד הווארד בן ה-35 ללורד אדמירל העליון, שבחר ב"מרי רוז" לאוניית הדגל שלו. משימתו הראשונה הייתה לסלק את אוניות הצרפתים מן הים שבין אנגליה לחוף הצפוני של ספרד, כדי לאפשר הנחתת חיילים ליד הגבול הצרפתי בפואנטרביה. הצי כלל 18 אוניות, בהן האוניות הגדולות "ריג'נט" ו"פיטר פומגרנט", ובו למעלה מ-5,000 איש. במהלך מסע המלחמה לכדו האנגלים שתים-עשרה אוניות ברטאניות, פשטו על חוף ברטאן, גברו על כוחות צבא מקומיים ובמשך ארבעה ימים תקפו והעלו באש יישובים רבים.
ביוני שב הצי לסאות'המפטון וזכה לביקורו של המלך הנרי. באוגוסט שוב יצא לים, הפעם אל ברסט, שם ניצח בקרב סן מתייה צי צרפתי-ברטאני. את ההתקפה האנגלית הובילה אחת האוניות הגדולות (לדברי מרסדן הייתה זו "מרי רוז"), ובמהלכה המטירו האנגלים על אוניות הצרפתים אש תותחים כבדה ואילצו אותן לסגת. אוניית הדגל הברטאנית "קורדלייר" השיבה מלחמה והוכרעה בפשיטה על סיפונה על ידי "ריג'נט" בת 1,000 הטונות. בדרך מקרה או בכוונה תחילה, כדי למנוע את נפילת האונייה לידי האויב, עלה לפתע באש מחסן התחמושת של "קורדלייר" והתפוצץ. השרפה התפשטה אל "ריג'נט" הצמודה אליה ובסופו של דבר גרמה גם לטביעת האונייה האנגלית. כ-180 אנשי צוות אנגלים קפצו לים וניצלו, ורק ברטאנים אחדים שרדו ונפלו בשבי. כרוניקות ודוחות מאותו זמן מספרים כי באירוע נהרגו קפטן ה"ריג'נט", 600 חיילים ומלחים, האדמירל העליון של צרפת והממונה על המשק של העיר מוֹרְלֶה. ב-11 באוגוסט העלו האנגלים באש 27 אוניות צרפתיות, לכדו חמש אחרות, והנחיתו חיילים ליד ברסט כדי לפשוט על יישובי החוף ולקחת שבויים. ברם, סערות אילצו את הצי לשוב אל דרטמות' ומשם אל סאות'המפטון לצורך תיקונים.