「カグール」級には、バルト艦隊向けの「ボガトィーリ」級に搭載されたドイツ・ヴルカン式ボイラーではなくフランス・ベルヴィル式あるいはノルマン式水管ボイラーが 16 基、搭載された。これは面積 4600 m²、圧力 18 kg/cm² のボイラーで、 19500 指示馬力の総出力を持っていた。1909年5月に建艦監査官 A・N・クルィローフへ提出された算出書によれば、「パーミャチ・メルクーリヤ」の仕様は以下のとおりであった。石炭の大部分に当たる 650 t と淡水 210 t、兵糧と弾薬を搭載した「航海に当たる通常条件」では、喫水は船首部分で 5.3 m、船尾部分で 6.83 m、排水量は 7100 t、メタセンター高さは 0.91 m であった。これで甲板上に機雷 150 個を搭載した場合は、メタセンター高さは 0.86 m に減じた。弾薬満載、石炭 720 t、ボイラー用水 20 t、全予備品と兵糧を搭載した「通常積載」状態では、排水量は 7170 t になり、メタセンター高さは 0.87 m となった。石炭最大積載 1100 t とボイラー用水最大積載 90 t の場合、排水量は 7600 t にまで増大し、喫水は 6.9 m、メタセンター高さは 0.84 m となった。艦橋部分には姉妹艦各艦の特徴が表れているが、操艦司令塔上の櫓状の構造物が「パーミャチ・メルクーリヤ」の特徴であった。これは同時期に建造された「エフスターフィイ」級艦隊装甲艦の同じ装置に類似した構造になっており、異なる装置を持っていたそれぞれの原型艦から共通する思想・目的で設計変更されたことが伺える。艦長艦橋の基本構造は、姉妹艦のすべてで共通していた。その最前部は楕円形の断面を持った戦闘司令塔になっており、防禦装甲に覆われていた。その後方は航行司令塔となっていた。就役後に、「パーミャチ・メルクーリヤ」では船首の艦長艦橋、戦闘司令塔上の櫓状の測距司令塔ならびに船尾艦橋台座上に近代的な測距儀が装備されている。一方、姉妹艦「オチャーコフ」には当初小屋形の操艦司令塔が設置されていたが、叛乱鎮圧後の修理を経た就役時には「パーミャチ・メルクーリヤ」に似た形状の測距司令塔が設置されたがすぐに撤去されて扁平な航海士司令塔だけになっており、1917年の改修工事を終えた時点で台形の構造物が設置された。バルト艦隊向けの「ボガトィーリ」級にも、就役時には小屋形の操艦司令塔が設置されていた。「オレーク」では日露戦争後にこれを撤去して円筒形の測距司令塔が設置され、「ボガトィーリ」では1917年の改修工事で撤去されるまで小屋形艦橋が残されていた。なお、その撤去後に「ボガトィーリ」には「パーミャチ・メルクーリヤ」のそれに似た測距指令とうが設置されているが、設置場所は戦闘司令塔上ではなく航行司令塔上になっている。羅針盤は、艦長艦橋と船尾艦橋の両方に設置されている。「オチャーコフ」には伝統的な朝顔形の機関・ボイラー換気帽が使用されていたが、「パーミャチ・メルクーリヤ」にはよりコンパクトな茸形の排気転向装置が使用されていた。朝顔形換気帽は、甲板上のスペースをより多く占有し、余計な空気抵抗を生んで速力を低下させ、船体の振動幅を増加させ、交戦時には目標物としてのシルエットを増大させるという欠点を持っており、当時すでに明らかな時代錯誤の設計であった。しかし、工事が急がされた結果、設計変更は中止された。一方、「パーミャチ・メルクーリヤ」は幾たびもの改修を経ても換気帽の形状は変更されなかった。このため、この形状がどの時期にも共通する「パーミャチ・メルクーリヤ」の特徴となっている。この換気装置は、イギリスで建造されていた「リューリク」と同様のもので、当時のスタンダードとなっていた。「カグール」級の主砲は、「ボガトィーリ」級と同様であった。カネー式 45 口径 152 mm 砲 12 門で、連装囲砲塔に 4 門、砲廓に 4 門、スポンソンに 4 門を装備した。囲砲塔には上部に 2 箇所、測距儀の先端が飛び出している。主砲射程は 63 鏈で、舷側装備砲については毎分 6 発、砲塔装備砲については毎分 3 発の射撃速度を持ち、砲弾数は 184 発であった。日本海軍が同じ時期に計画した 5000 t 級の「笠置」型防護巡洋艦がより強力な 203 mm 砲 2 門と小型の 120 mm 砲 10 門を混載していたのに対し「ボガトィーリ」級・「カグール」級は 152 mm 砲しか搭載しなかったが、これは海軍元帥アレクセイ・アレクサンドロヴィチ大公の命による決定であった。当初、ロシア帝国海軍技術委員会は仮想敵となる「笠置」型を念頭に同様の 203 mm 砲 2 門を搭載する案を検討していたが、アレクセイ・アレクサンドロヴィチ大公の提唱した「口径より門数を重視すべし」という方針に従い、その案を放棄した。海軍技術委員会は艦載砲の口径統一を最重視することとし、重量がかさばり門数を揃えられない 203 mm 砲の採用を中止して全門で口径を統一できるものとしては最も大きい 152 mm 砲を採用した。海軍技術委員会は、射撃速度が上回れば発射速度が遅く搭載門数も少ない大口径砲を用いた場合より発射される砲弾総量が増え、敵艦に与える損害はより大きくなると考えたのである。 A・B・アスランベゴフ提督や S・O・マカーロフ提督といった当時のロシア帝国海軍の高名な教育者は口径の大きさを重視し大口径砲の採用を提唱していたが、アレクセイ・アレクサンドロヴィチ大公は彼らの意見をまったく考慮に入れず、小口径でも搭載数で優る 152 mm 砲が、搭載数で劣る 203 mm 砲を圧倒すると考えていた。このあとでロシア帝国海軍の方針は一転した。ロシアでは「カグール」級が最後の 1 等防護巡洋艦となりそれ以降の 1 等巡洋艦はすべて装甲巡洋艦となった。次に配備した「バヤーン」は「ボガトィーリ」級の前の量産型巡洋艦「ヂアーナ」級の欠陥を補って設計された装甲巡洋艦であったが、排水量は「カグール」級とほとんど同じ 7000 t 級であったのに対して武装は 203 mm 砲 2 門と中・小口径砲を混載する設計を採用した。結局、「ボガトィーリ」級・「カグール」級の選択は不適格であった。第一次世界大戦中には、武装と速力で優る強力な敵艦に少しでも対抗できるようにするために 203 mm 砲を搭載する改修案も検討されている。砲熕兵装について「ボガトィーリ」級から変更されたのは、対水雷艇用の速射砲であった。日露戦争で「役立たず」の烙印が押されたオチキス式 43 口径 47 mm 単砲身砲が、礼砲として用いる最低限数を除いて残らず廃止されたのである。一方、中口径砲となるカネー式 50 口径 75 mm 砲は、「カグール」級でも「ボガトィーリ」級と同じ 12 門が搭載された。当時のロシア艦船の多くに採用されたこの速射砲は 40 鏈の射程を持ち、射撃速度は毎分 8 発、砲弾数は 265 発であった。7.62 mm マキシム機関銃 4 挺が搭載された。水雷兵装は、 6 門の 381 mm 水雷装置（魚雷発射管）が搭載された。そのうち 4 門が水上装置で、残る 2 門は水中装置であった。搭載する自走水雷（魚雷）は、合わせて 14 発であった。また、球形水雷（機雷） 35 個も搭載し、機雷敷設任務を遂行する能力を持っていた。水雷兵装には、直流発電機、 6 基の 75 cm 探照燈、対魚雷網、 2 隻の蒸気艇の水雷装備が含まれていた。一時期、巡洋艦の水雷兵装を廃止する主張もあったが、「カグール」級には結局元の設計どおりの門数が搭載されている。このほか、通常は兵装目録に含まれないが、船首には体当たり時に効果を発揮する衝角を備えていた。衝角の先端は、喫水線より下に位置していた。当時の例に漏れず「カグール」級には日露戦争の戦訓が取り入れられていたが、武装の根本的な改善は行うことができなかった。フランス式のカネー砲の無能さは日露戦争で露呈されていたが、当時、ロシアにはほかにもっとましな砲熕兵器が存在しなかったのである。極東帰りの士官らは口々に砲熕兵装強化の必要を説いた。日露戦争で 2 等巡洋艦「ノヴィーク」を指揮した M・F・シューリツ 2 等佐官は1906年1月17日付けで「カグール」の艦長に任官したが、彼は 47 mm 砲は蒸気艇の武装用に 2 門残す以外は全廃し、 75 mm 砲も当初予定の 12 門のうち 6 門を廃止してかわりに 152 mm 砲 2 門と 120 mm 砲 4 門を搭載するよう提案した。それら小口径砲は、彼が経験した黄海海戦でもコルサコフ海戦でもまったく役に立たなかったのである。その後、シューリツ艦長は給炭効率の向上などの提議も行ったが、最大の関心事はやはり武装の強化であった。1907年5月の時点で、彼は 152 mm 砲を 14 門まで増強して新たに 4 門の 120 mm 砲を装備するか、第二案として 152 mm 砲 12 門と 120 mm 砲 6 門を搭載し、 75 mm 砲は 8 門、 47 mm 砲に至っては蒸気艇用の 2 門のみを残す武装案を提示していた。そのかわり、水雷兵装は重量軽減のため廃止される見通しであった。この案であれば重量増加は許容限度に収まっており、実現可能な改善策であった。にもかかわらず、この案は実現しなかった。 L・I・サノーツキイ少将は、すでに海上公試が開始できる段階にあった「カグール」についてはとりあえず原設計に基づく武装で竣工させ、試験を行わせたのち、再検討すべしと結論付けたのである。この結論は、つまり武装変更は行われないであろうと言うことを意味した。一度に取り付けてしまった新しい武装をまた取り外すという手間を、掛けるはずはなかったのである。結局、少しでも砲撃力を改善しようと弾薬積載量は増やされた。これにより、重量にして若干の過積載が生じた。このほか、日露戦争の戦訓により改善されたのが、通信機能と管制機能であった。まず1906年8月に、当時建造中であった艦隊装甲艦「イオアン・ズラトウースト」ならびに「エフスターフィイ」、「アンドレイ・ペルヴォズヴァーンヌイ」級について、副砲を 152 mm 砲から新式の 203 mm 砲へ変更し、装甲装置と不沈性、それに通信手段と管制手段を改善する設計変更が行われた。「カグール」にも、通信手段と管制手段について同様の設計変更が適用されることになったが、建造中の他艦に資材が流れ、さらに建造企業に対する支払いの滞りが生じたため、設計変更の実現は遅れた。最終的に通信装置の設置は艦の配備に間に合わず、テレフンケン式無線装置が艤装されたのは1909年のことであった。特徴的な格子状の無線アンテナは、前檣と大檣の上部に設置された。