大和型戦艦
大和型戦艦（やまとがたせんかん）は、大日本帝国海軍が建造した戦艦。戦艦として排水量、搭載主砲口径（46cm）とも史上最大。日本で建造された最後の戦艦艦型でもある。
1番艦“大和”。2番艦“武蔵”。3番艦“信濃”は対米戦の戦局に合わせて設計変更され航空母艦として竣工した。
大日本帝国（以下、日本）はワシントン海軍軍縮条約、ロンドン海軍軍縮条約の延長に応じず、列強各国が海軍力増強を自粛していた海軍休日は終わった。大和型戦艦は艦艇数で勝る米英を質で凌ぐため、第三次海軍軍備補充計画の際に建艦技術の粋を集めて建造された戦艦である。当時欧米諸国はワシントン海軍軍縮条約で規定された35,000t前後の戦艦を建造していたが、これらを凌駕する46cm砲を装備した結果、基準排水量は64,000tとなり、世界最大の戦艦として建造された。「量の不足を卓越せる質で補うより道なし」という発想で開発された戦艦である。1929年に平賀譲が提案した金剛代艦型戦艦の影響が強いとも言われる。1934年に起草された新戦艦要求案では「制空権下の艦隊決戦」で用いられることになっていた。
日本海軍では戦艦に対し日本の旧国名に因んだ名が付けられており、「大和」は奈良県の旧国名（大和）から命名されたが、単に旧国名としてでは無く、「日本」の別称として意味もあったとする説がある。同様の主旨の命名として、建造当初世界最大の戦艦だった扶桑（扶桑は日本の美名）と山城（長く都の置かれた京都府の旧国名）がある。一番艦大和及び二番艦武蔵が大戦中に就役している。
現在でこそ戦艦大和は日本国民に最も知られた軍艦と言っても過言ではないが、太平洋戦争中はその存在自体が最高軍事機密とされたこともあり（海軍関係者には、名前だけはいつの間にか広まっていた）、当時の国民には長門型戦艦の長門と陸奥が海軍の象徴として親しまれていた。その後、史上最大の威容を誇りつつもほとんど活躍の機会なく、悲劇的な最期を迎えた故か、数々の媒体（映画、漫画、アニメや、プラモデルなど）で幅広い年代によく知られるようになっていった。戦後の日本国内での注目度への定量表現を交えた言及は映画、出版物（180冊）、プラモデル、インターネット上での関連ホームページ約13000件、大和ミュージアムなどの数字、関連施設が挙げられている。
1930年代、大日本帝国（以下日本）と欧米列強との対立は深まっていった。1934年（昭和9年）2月8日、連合艦隊司令長官末次信正中将は扶桑型戦艦1番艦「扶桑」を視察した際に『（欧米列強に対し）飛行機の遅れ』『五万トンの戦艦2隻でもつくった方が米国ではパナマ運河にも差しつかへて、競争にならなくてよいかもしれぬ』と発言する。
同時期、1937年（昭和12年）にロンドン海軍軍縮条約の期限が切れ、それに向けてイギリス・アメリカ・フランス・イタリアなどの列強が新たな大型戦艦を建造することが予想された。ヨーロッパでは既に新型戦艦が登場しており、ドイツはポケット戦艦（ドイッチュラント級装甲艦）を、フランスはダンケルク級戦艦を投入している。
アメリカでは、速力26ノット程度の高速戦艦建造の気運があり、軍令部も注目している。
一方、日本海軍の戦艦は旧型の更新艦となるはずであった八八艦隊の加賀型戦艦や紀伊型戦艦などが造られなかったせいで、条約締結の直前にギリギリで完成させた長門型戦艦2隻（長門、陸奥）をのぞけば、軒並み艦齢が20年を越える旧式艦ばかりで、いくら近代化改装を行っても最新鋭のポスト条約型戦艦に対抗するには限界があった。そこで1934年（昭和9年）9月25日、軍令部は新型高速戦艦2隻について、排水量6万5000トン、速力34ノットを想定。この後、速力要求は30ノットに引き下げられた。
続いて10月、列強新戦艦に対抗することを目的に軍令部より艦政本部に向けて「18インチ砲（46cm砲）8門以上、15.5cm三連装4基12門または20cm連装砲4基8門以上、速力30ノット、航続距離18ノット8000マイル」という大型戦艦建造要求が出される。1935年（昭和10年）11月2日には中村良三海軍大将・艦政本部長が新型戦艦の設計方針を具体的に指示した。
これを受けて1936年（昭和11年）12月26日開会の第七〇回帝国議会に新型戦艦「A140-F5（「A」は「戦艦」、「140」は「140番目に計画された」の意味）」2隻分（1隻9800万円）の予算が提出される。ただし予算規模から艦の大きさを諸外国から推定されないよう架空の駆逐艦3隻（1350万円）、架空乙型潜水艦1/2隻（609万円）が計上されており、これらを含めた予算1億1759万円が、実際のA140F5艦予算だった。だが大型水上艦用ディーゼル機関を潜水母艦「大鯨」に先行搭載したところ不具合が多発し、曲折の末に通常の蒸気タービン機関搭載が決定する（計画変更時期は諸説あり）。このため議会開催中にA140F5は主機械を蒸気タービン専用とした第二次基本計画「A140-F6」に切り替わり、1億793万3075円（実費は1億2898万3091円）で建造が承認された。これに加えて、改装中の金剛型戦艦「比叡」や空母「飛龍」の予算を一部利用している。列強は大和型戦艦建造については確信していたものの、その規模を40cm砲搭載、4万5000トンクラスと推定していた。ただしドイツ海軍は1940年の段階で、建造中である2隻の艦名を"Katori"、"Kashima"としつつも「1938年春頃、最初に起工した戦艦は45.7cm砲を搭載した45000トン級の三重底を採用した戦艦である」と、より具体的かつ正確な予想をしていたことが判明している。
1937年（昭和12年）3月29日には計画名「A140-F6」から「第一号艦」「第二号艦」と仮称された。第一号艦＝「大和」は同年11月4日に呉海軍工廠で起工、1941年（昭和16年）12月16日に就役。第二号艦＝「武蔵」は1938年（昭和13年）3月29日に三菱重工業長崎造船所で起工、1942年（昭和17年）8月5日に就役した。その後、第四次海軍軍備充実計画で新たに同型艦2隻を建造することになり、「第一一〇号艦」「第一一一号艦」と仮称された。第一一〇号艦＝「信濃」は1940年（昭和15年）5月4日に横須賀海軍工廠で起工、建造途中に一時建造を中止したが、ミッドウェー海戦で主力空母を一気に4隻失ったことで計画を変更、航空母艦に改装され、1944年（昭和19年）11月19日に就役した。しかしその10日後、残りの艤装を完成させる為に呉海軍工廠へ回航途中、米潜水艦に撃沈された。第一一一号艦は1940年（昭和15年）11月7日に呉海軍工廠で起工したが、1942年（昭和17年）に建造中止、解体された。
このように日本海軍には大和型を次期主力戦艦として整備する思惑があり、四隻、あるいは五隻前後を建造・整備した後、(資料により四隻、五隻と前後する)最終的には改良発展型である超大和型戦艦までを計画していた。
日本側の大和型戦艦建造計画に対し、アメリカはノースカロライナ級戦艦2隻・サウスダコタ級戦艦4隻・アイオワ級戦艦4隻（1940年時点）の建造を開始しており、この動向および各艦の性能は日本側も把握していた。なお、アイオワ級戦艦は金剛型戦艦と新型戦艦に対抗するため、建造されたとされている。
大和型戦艦の艦型の母体となったのはYourkevitch船型である。艦型試験を繰り返しこれを軍令部の要求した戦艦向きに仕立て上げる事で大和型の艦体が計画された。竜骨下端から最上甲板舷側までの深さは18.965mで、10層の甲板が重なっている。構造は、最上甲板、上甲板、中甲板、下甲板、最下甲板、第一船倉甲板、第二船倉甲板、船倉甲板、艦底（二重底）となっている。牧野茂(大和型設計者の一人)は「大和型戦艦は一見平甲板に見えるが、実質的には最上型重巡洋艦の形状といえなくもない。大和の中央切断面は最上と非常に似ている」と評した。
45口径46cm3連装砲塔を艦橋の前に2基、後ろに1基の計3基9門を搭載している。
世界最大の副砲。最大射程27,400m、初速920m/s。
運用成績は、散布界も小さく砲の操作性も高く優秀で、砲術関係者からは傑作艦砲と評価された。大和型の対空兵装は、最終時においては証拠となる資料が発見されていない。終戦時、大和型に関する資料がほぼ全て焼却されたことによりこのような問題が起きた。大和に関しては、1945年（昭和20年）4月5日に停泊中の姿を米軍偵察機から上空撮影した写真が21世紀初頭に発見され、その解析結果によっては最終時の対空装備が確定する可能性がある。
大和型は日本戦艦で唯一、建造時より航空機搭載が考慮された艦型である。露天で繋留すると、主砲発射の爆風で確実に破壊されるからである。航空兵装は船体後部に集中していた。まず、第三主砲塔から艦尾にかけての最上甲板の下に、上甲板と中甲板の二層にまたがる飛行機格納庫が設けられている。内部の詳細は不明だが、格納庫内で撮影した集合写真が残っている。大和型はこの格納庫に制限一杯に水上機を搭載した事はなく、。トラックに赴く際には格納庫に物資を満載して倉庫として使用された。また艦後部外舷側に小型艇の格納庫があり、防水扉で閉じられている。小型艇格納庫は第三主砲塔砲身位置の開口部から、後部艦橋付近まで艦内に延びていた。艦尾に張り出した部分に天井走行クレーンを設置し、小型艇を海面から吊り上げると艦内に引き込む。内火艇とカッターの総搭載定数は不明だが、「内火艇11隻、カッター5隻」という証言や、15m長官艇、内火艇、水雷艇2隻、12mランチ6隻搭載という再現図面がある。
格納庫には両開き式の鉄扉があり、被弾に備えた。艦載機は格納庫を出たあと開口部（レセス）に移動し、大型ジブクレーンで吊り上げられて最上甲板に降ろされる。開口部にエレベーターがあったという説もあるが実際には設置されておらず、開口部左舷側に急角度の階段（ラッタル）があった。搭乗員の推定で、幅10m、横12mあった。岩佐（大和偵察員）は、この開口部への直撃弾が大和の中甲板で直接炸裂して、舵やスクリューを破壊するのではないかと懸念していた
艦尾甲板には、艦載機発艦の為の呉二号五型カタパルトが艦尾両舷に1基ずつ、計2基設けられていて、揚収用の大型ジブクレーンも艦尾に1基搭載している。石川島播磨重工製クレーンは、使用加重6トン、最大使用半径20メートル、旋回角度300度、巻き上げ速度（6トン時）15メートル／分の性能を有しており、飛行機の揚収以外にも、物資の積み込み、通船の揚収に使用された。
大和型戦艦の当初計画であるA140では、艦の後部に搭載機格納庫が描かれ、そこには主翼を後方に折りたたんだ6機の航空機が存在する。この航空機は、1930年（昭和5年）の『所要航空機種及性能標準』に「偵察兼攻撃機」として記載されている、水陸互換の艦上攻撃機を水上化した三座水偵（後の九四式水上偵察機）と考えられる。当時、後の零式水上観測機のような複座の専用観測機は試作発注もされていないことから、大和型戦艦の原案では、三座水偵6機搭載を予定していたことは、ほぼ確実である。実際に建造が開始された1937年（昭和12年）には、前年の『航空機種及性能標準』を反映して、搭載機は十試観測機（後の零式水上観測機）に変更されている。
実際に搭載された零式水上観測機は、九五式水上偵察機と同程度の折りたたみ寸法を得られるため、このような問題は起こっていない。ただし零式水上偵察機については、三座であることなどから、機体の折りたたみサイズが大きく、大和型戦艦格納庫への搭載はあまり適していなかったとされている。なお、竣工後の大和に最初に搭載された機材は九五式水上偵察機である。これは第二一航空廠あてに「一号艦用に、至急九五式水上偵察機を2機、12月10日までに組み立てるように」という内容の電文と、その返信が残っているからである。この九五水偵はカタパルトの試験に使われたと考えられる。
また、主力艦（戦艦）搭載の水上観測機と平行して、急降下爆撃も可能な十二試二座水上偵察機の開発が指示された。1937年（昭和12年）3月25日に行われた十二試二座水上偵察機と十二試三座水上偵察機の計画要求審議によれば、水上観測機と二座水上偵察機の機種統合を前提に十二試二座水上偵察機6機を大和型戦艦に搭載できないか、という問答が行われている。ここでは、大和型戦艦の格納庫は（機体の折りたたみサイズが小さい）九四式水上偵察機6機を想定しており、収納庫入口の大きさを大きくすると、爆風の圧力に対する強度の保持が困難なことから、5機までしか搭載できない、という結論が出ている。つまり、大和型戦艦の航空艤装は、九四式水上偵察機、及び零式水上観測機の搭載を基準に計画され、十二試二座水上偵察機搭載を予定して小改修を施したものである。なお、十二試二座水偵は要求性能を満たすことが出来なかった。
搭載機は弾着観測用の零式水上観測機（零観）及び索敵用の零式水上偵察機（零式三座水偵）で、搭載可能機数は計6機（一説には格納庫に5機+露天繋止2機の計7機）とされている。これらは、主砲発砲時の爆風対策のため、全機が艦内に格納できた。6機もしくは7機とされるのは、搭載機材の違いが影響としていると考えられる。機材のサイズとしては、搭載機が零式観測機のみなら、格納庫内に6機、カタパルト上に2機の計8機が搭載できる。レイテ沖海戦では、大和は4機（大和所属2機、長門所属1機、保管機1）、武蔵は5機（武蔵所属2、長門1、保管機2）を搭載していた。大和に戦艦山城の飛行長が乗っており、10月25日未明に大和を発進したという証言もあるが、大和・武蔵が実際に搭載していたのは長門所属機である。沖縄特攻時には、大和は零式水上偵察機1機を残して、残機を降ろしたという。大和最後の水偵は4月7日早朝に艦を発進し、対潜哨戒の後に日本本土へ戻った。
戦争後半には日本側の制空権喪失にともなって、米軍戦闘機に襲われるとひとたまりもない水上偵察機による弾着観測は極めて難しくなった。特に零式水上観測機は、用兵側から「航続距離不足は致命的」と厳しい評価がでている。レイテ沖海戦におけるサマール沖砲撃戦では、大和は零式水上観測機2機を発進させるも、10分たらずで米軍戦闘機に追い払われてしまった。
装甲配置
大和型戦艦は史上最大の戦艦だが、それでも建造前に中村良三（大将）艦攻本部長から「最小の重量をもって威力最大なる艦船たらしむるには船体、兵器、機関および艤装品の各細部にわたり、容積の縮小と重量の軽減をはかるを要す」と指示されている。技術者の努力と技術的洗練によって世界最大の主砲と防御力を持つわりには小さく作られた艦とされ、福井静夫などの技術者もそれを誇りとしていた。
大和型戦艦の船体主要部は、距離2万-3万mから発射された自艦の46cm砲の砲弾に耐える防御力がある。だが艦全体を重装甲で固めると速力や復原力性能を低下させるため、現実的ではない。従って戦艦は、重装甲で守るバイタルパート（主要防御区画：主砲、火薬庫、発令所、機械室、缶室、発電機、舵取機室、等）と、間接防御で妥協する部分の二つの部分で構成されている。大和型戦艦はバイタルパートを最小化するという集中防御方式で設計されている。これはアメリカのサウスダコタ級やフランスのダンケルク級と同じ設計思想で、横から見たシルエットは前者に、内部構造は後者に似ている。これにより主要防御区画は水線長に対する53%に抑制され、防御の冗長化を回避している。従来日本戦艦は、長門型戦艦63.15%、扶桑型戦艦65.0%、加賀型戦艦55.0%である。主要防御区画の防御力は、砲戦距離2万 - 3万mで自身の46cm砲に耐えうるものとされた。なお防御にあてられた重量と艦の全重量との比較は、大和が34.4（新造）、長門が30.6（新造）であった。
水密区画数は扶桑型戦艦の737区画、長門型戦艦の1,089区画に対し1,147区画と、排水量の増加の割に区画数は増えていないが、これは長門型においては大改装時にダメージコントロールの思想が取り入れられたのに対して、本型は設計時点から検討され、注排水システムも装備したためである（注排水システムについては後述）。また主要防御区画も最小限にまとめられ、そこだけで必要浮力が確保できた。主要防御区画以外がすべて破壊、浸水しても、なお艦舷が水面上を保つということである（リドルド状態も参照）。
大和型戦艦の船体は、舷側上部は410mmのVH（ヴィッカース非滲炭）甲鉄、舷側下部は50 - 200mmのNVNC（新ヴィッカース非滲炭）甲鉄、甲板は200 - 230mmのMNC（モリブデン含有）甲鉄で覆われていた。また砲塔前楯及びバーベット部は650mmのVH甲鉄（ただし大和型砲塔用の装甲に関与した、佐佐川清元技術大佐は560mmと証言。設計図では、露出バーベット部は560mmVH、艦内部分は490mmVH）、天蓋は270mmである。これは全ての軍艦の中で、最も強固な直接防御である。VH甲鉄は長門型まで用いられてきたクルップ式浸炭（炭和）甲鉄 (KC) にかわって採用されたもので、炭素ではなく窒素を使って甲鉄の表面を硬化させている。浸炭甲鉄より撃力に対して優れているとされ、ヴィッカース式硬化甲鉄の頭文字をとってVHと呼ばれる。なお、VH甲鉄の意味はKCに対して生産性が向上していることにある。
主要防御区画の水平装甲は次のような防御要領となっている。大和型は、水中弾（艦の手前に落ちた砲弾が水中を浅く走り有効弾となるもの）対策には力が入れられていたが、対魚雷防御としては、当時各国海軍、特に米英で採用されていた液層式防御（重油層による防御）を採用していなかった。
日本海軍は他国海軍よりも早くから水中弾の効果を重視していたため、大和型戦艦では水面下深くまで舷側装甲板を伸ばした（既存戦艦も改装時に設置している）。ただし、艦底まで舷側装甲を延長している区画は機関部の60m（全長の22.7%）で、弾火薬庫区画は床面の甲鉄で、爆圧、爆破破片（スプリンター）浸水を防げるものとして、火薬庫床面から艦底までの水中弾防御甲鉄は省略されており、のちに欠点として挙げられている。（水中弾効果はアメリカ海軍も1935年頃に実験で効果を確認し、これにより戦艦サウスダコタ級以降の米戦艦も水線下に装甲を設置していたが、ノースカロライナ級以前の米戦艦には水中弾防御は無く、英独仏伊の新型戦艦も水中弾に対する防御を持たなかった）
対して魚雷対策の液層防御方式は、日本海軍でも1935年頃には水中防御の模型実験を再開し、効果を確認、藤本喜久雄技師などが採用に積極的になっていたにもかかわらず、大和型では採用されなかった。その経緯として、大和設計者のひとり牧野茂は、軍艦設計の重鎮である平賀譲が大正時代に当時の日米戦艦の模型実験の結果から空層防御の日本戦艦に軍配を挙げ、以降その評価を修正しなかったためだと述べている。
牧野は液層防御方式のメリットを次のように述べている。水線下の防御について大和型は、舷側装甲の支持鋼材の組み方にも問題があった。1943年（昭和18年）12月25日に大和に潜水艦スケート ("USS Skate, SS-305") が発射した魚雷1本が右舷後部に命中した際、舷側の41cm厚の装甲帯が爆圧を受けて支持鋼材同士の継手リベットを引きちぎり、ポスト投函口のフタのような動きで内側に押し込まれた。さらに跳ねた支持鋼材の突端がその奥の水防壁に孔をあけ、さらに内部にまで浸水を生じさせた（そのあと装甲帯は元の位置に戻ったため原因がすぐに分からなかった）。その量は、バルジ内区画、バイタルパート（主要防御区画）内部の右舷後部外側機械室、三番主砲上部火薬庫に合計3000トンである。すぐに修理、及び水防壁の追加工事が行われたが（武蔵に関しては補強は行われなかった）、そこが継手であることに変わりはないため根本的な解決までには至っておらず（設計では、継手面に角度をつけていたため、そのクサビ効果で爆圧に耐えられると考えられていた）、戦後の米国調査団は、この部分を「大和型のアキレス腱」と評している。なお、大和型とほぼ同一構造のため問題とされ、米国のサウスダコタ級戦艦とアイオワ級戦艦は液層区画を改正されたものの、なお不十分とされ、未成となったモンタナ級戦艦ではノースカロライナ級戦艦類似の構造（装甲支持材の継手は装甲の継手と同じ位置にしない）に戻す予定となっていた。ノースカロライナ級戦艦「ノースカロライナ」は1942年9月15日に伊号第一九潜水艦が発射した魚雷1本が命中し、弾薬庫まで浸水。修理に1ヵ月かかったが、威力の大きい酸素魚雷を受けたにもかかわらず、被った浸水量は970tに留まっている。
大和は建造中にいくつかの対魚雷防御の提案があったが却下されている。大和の副長と砲術長を務めたことのある黛治夫は艤装中に、艦前部の無防御部に重油の液層を設け、38mmの縦隔壁で補強を実施するように進言をしたが、呉海軍工廠造船実験部長矢ヶ崎正経造船少将は、6ヶ月の工期延長が必要と見積り、実行不能と判断したと言う。また黛はドイツ巡洋戦艦「ザイドリッツ」の戦訓をふまえて、大和の前部に、スポンジもしくはバルサや桐、標的艦「摂津」で実用された防水区画に石油缶を詰める等、各種浮力材を充填する案を提案したが、これも却下されている。牧野茂は深く研究することなく拒否したことを後に反省し、重量犠牲を払っても検討すべきだったと述べている。
長門型戦艦（改装後）の予備浮力は29,292トンで、排水量の67.6%だったのに対し、大和型戦艦の予備浮力は57,450トンで、基準排水量64,000トンの90%にも及ぶものだった。松本喜太郎は著書の中で予備浮力の大きさから、大和型の沈みにくさを説明している。これによれば、魚雷1本毎に1200トンの予備浮力を喪失したとして、全浮力を喪失するには大和では48本、長門では24本、扶桑では18本を要すると計算された。
大和型には被弾時に於ける浸水や対応として急速注排水区画と通常注排水区画を多く設けた。それぞれの注水区画は前部・中部・後部の注排水管制室で管理され、艦中央部下甲板の注排水指揮所が掌握している。注排水指揮盤を見ながら油圧でコントロールされたバルブを遠隔操作することにより、迅速に注水が実施できた。潜水艦の浮力タンクの注排水システムを大型化したものが採用され、取水孔は艦底に6箇所設置された。排水には蓄圧された圧縮空気が使用された。想定では、潜水艦・水雷戦隊の大型魚雷1本命中に対し5分以内に傾斜復旧、2本目の魚雷命中でも30分以内に復旧というものである。注排水区画の注水可能量は3,832トンで、横傾斜復原能力は18.3度であった。燃料の重油の移動によっても艦の傾斜をコントロールすることができ、双方あわせて片舷への20度近い傾斜を30分以内に復原する能力を持っていた。非常手段として機械室や缶室への注水も可能で傾斜25度まで復原可能だった。
しかし同時期の米戦艦が艦全長の約60パーセントが注排水可能な範囲だったのに対し大和型戦艦の注排水可能な範囲は艦全長のたった22.7パーセントに過ぎずダメージコントロールという分野においては同時期に建造された米戦艦に大幅に劣っていた。もっともこれは大和型戦艦に限らず旧日本海軍の軍艦全般に言える弱点であった。
一方で艦内被弾や、爆弾投下に於ける被弾の復旧や消火に関しては、泡状の消火剤の噴射や、各種消火水に、防火防壁に加え、強制注排水により、弾薬庫の引火を抑えるシステムを設けていた。主砲弾薬庫の底部は3重底になっているので、油圧で遠隔制御される注水弁が設置されていた。副砲弾薬庫は喫水上に配置しているので、ポンプによる天井からの散水システムが設置されていた。大和型最大の特徴と言える46cm砲は、海軍の要求や海外の情報から様々な案が検討された。
ワシントン海軍軍縮条約で日本戦艦の保有数が対米英比6割に抑えられたため、日本海軍は46cm砲搭載戦艦を建造し、質的対抗を図った。この46cm砲はそれまで最大の戦艦主砲だった41cm砲を凌駕する、世界最大の主砲であった。しかし、機密保持のため「九四式四〇センチ（サンチ）砲」と呼称した。アメリカ側も、戦中は日本には46cm砲を作る技術はなく最大でも長門型と同等の40cm砲であろうと推測しており、詳しい口径を知るのは戦後の事であった。
大和型戦艦が搭載した46cm45口径砲の最大射程は42,026mで、米国の同世代戦艦ノースカロライナ級、サウスダコタ級の搭載する40.6cm45口径砲 Mk.6の射程距離33,740m、40.6cm50口径砲 Mk.7を搭載したアイオワ級の射程距離38,720m、英国のキング・ジョージ5世級が搭載した35.6cm45口径砲の射程距離37,100mなどを上回っていた。ただし、後述するアウトレンジ射撃の項目に書かれている通り、実質的な射程距離では大差なかった。46cm砲弾は初速780m/秒 (2,808km/h) で発射され、距離20,000m（仰角12.43度、落角16.31度）では522m/秒、30,000m（仰角23.12度、落角31.21度）では475m/秒（時速1,710km/h。音速の1.4倍）で着弾した。主砲を最大仰角45度で発砲した場合、弾丸の高度は距離25km付近で11,900mに達した。砲塔の旋回速度は毎秒2度（3度説もある）、砲の俯仰速度は毎秒10度（8度説もある）とされている。なお、凌波性向上のために、艦首に強いシアーを付けたため、1番砲塔は前方射撃（正面より左右へ各30度）では、仰角5度以下での発砲が行えなかった。砲身は200発の発射で交換することになっていたが、これは砲身そのものではなく、傷ついた内筒のみである。
46cm砲に対応した防御を備えた戦艦は他国に存在しないため、通常の戦闘距離で発射された砲弾が命中したなら、いかなる敵戦艦の防御をも貫通し得た。なお、日本海軍は46cm砲命中時の廃艦所要弾数について、大型巡洋艦で4ないし5発、戦艦で9 - 16発と考えていた。
世界最強の艦載砲といわれる46cm砲だが、サマール沖海戦後の戦闘詳報によれば、「主砲の発射弾数は170余発に過ぎず（中略）平素1門あたり4ないし5発の教練射撃でも、故障が絶無なることは希なるを常とする」という状態であった。同詳報はサマール沖海戦について「今回は海戦期間中、一度の小故障も起こさずに使用できた」と記載していることから、信頼性に問題があると認識されていた。信濃の三番砲塔を調査した米軍は「日本独自のもので、英米戦艦より簡略な構造で機能する。作業の安全性と迅速性は作業員の訓練に依存し、全体的に安全に関する過剰な要素が設計に含まれ、非常に重い」「保守管理に大量の潤滑油が必要」と評価している。しかし、戦艦クラスの大口径砲では諸外国でも同様に故障が発生している。たとえば、米アイオワ級戦艦においては、主砲弾の爆発事故が起きており多数の死傷者を出している。また、レイテ沖海戦における10月25日未明のスリガオ海峡海戦では、西村艦隊を迎撃した米第7艦隊の戦艦6隻に様々な故障が生じ、ウェストバージニアと カリフォルニアでは数基の砲塔が射撃不能になっている。イギリスにおいてもビスマルク追撃戦において、各戦艦が頻繁な主砲の故障に悩まされている。
46cm主砲の装填速度は29.5 - 30.5秒とされている（下記）。つまり最大仰角45度で発砲した場合は、装填角度の3度から45度に砲身を上げるのに4.2秒、下ろすのにも4.2秒かかるため、次弾発射までに単純合計で37.9 - 38.9秒を要する。これが通説における発射速度40秒/発である。想定戦闘距離である30,000mであれば、砲身の俯仰にかかる時間が減るため、34 - 35秒程度（通説による発射速度1.8発/分である）、20,000mであれば32 - 33秒/発程度で発射可能と考えられる。しかし、遠距離射撃においては着弾観測における修正必要度が高いため、この速度で砲撃を行うわけではない。黛治夫によれば、30,000mで射撃すると、弾着するまで50秒かかる。初弾弾着を観測したのち修正を行い、第一射撃から約1分で第二射撃を行う。同様に砲弾の飛翔と観測・修正を繰り返し、3分後に第三射撃を行う。たとえ30 - 40秒/発で装填が完了していても、弾着の修正を行わないまま撃っては意味がないからである。黛は、大和型が第一命中弾を出すまでに必要な時間は5分と計算した。
大和型戦艦の装填速度29.5 - 30.5秒/発は、ビスマルク級戦艦の26秒/発（仰角4度。ただし、装填角度は2.5度）や米新型戦艦のマニュアルにある30秒/発と大差ない。とはいえ、米戦艦ノースカロライナは訓練により、マニュアルの半分である15秒/発を実戦で記録している（ナウル島への艦砲射撃のケース。だが人身事故の発生もあり、瞬発信管装着の際には特に「安全上の見地から、発射時間を遵守」の旨の指示が砲術長より出されてもいる。また機構的には長門型戦艦も16秒/発で装填することは可能）。こうしたことからも、発射速度は訓練度や戦況で左右される可能性のあるものであり、目安でしかない。
現実に、実戦において各国戦艦はカタログ上最速速度ではなく、1分/発程度で砲撃を行っていることが多い。つまり、通説で語られる「米国のアイオワ級戦艦の射撃速度が30秒/発とされているので、40秒/発の大和型戦艦よりも手数で有利」のように、単純に論じられるものではないが、大戦中にそれだけ使用できなかった事も事実である。下記に主砲のスペックを列記する。
Firing cycle at +3° elevation
Total : 29.5-30.5sec
大和型戦艦を含む当時の日本戦艦・巡洋艦は、対艦用として九一式徹甲弾およびその改良型である一式徹甲弾を、対空用（および対地・対軽装甲艦船用）として零式通常弾および三式通常弾を搭載していた。46cm砲の場合、砲弾全長は九一式が約2m、三式弾が1.6m。砲弾重量は九一式および零式弾が1,460kg、三式弾が1,360kgであった。1門の搭載定数は当初100発、1砲塔300発が考えられたが、実際の設計では1門あたり120発＋訓練用砲弾6発に変更された。
九一式徹甲弾は水中弾道を考慮して開発された物だが、実戦での水中弾発生確率は通常弾と大差なかった。また弾体強度の不足から、砲弾径の9割以上の厚みがある表面硬化装甲に対し、撃角25度以上で命中した場合に破砕されてしまうという問題があり、大和型戦艦では被帽の取り付け方法を是正している。
一式徹甲弾では、上記の被帽取り付け方法の改善に加え、弾頭部への染料充填を行ったとされている。能村によれば、大和は無色、武蔵は水色、長門は桃色であった。このほかに弾体強度を強化したという説もあるが、定かではない。また染料の充填は、一式徹甲弾以前の砲弾でも広く行われていた。
零式通常弾は榴弾、三式通常弾は榴散弾である。信管はいずれも調停秒時を0秒（瞬発）から55秒まで可変で設定可能な零式時限信管を使用した。炸裂時の危害半径は零式弾の方が大きく、どちらがより有効かについては当時の資料でも意見が分かれている。零式・三式通常弾とも、制式採用は1944年（昭和19年）であったが、1942年（昭和17年）中期以降から、限定的に実戦使用されていた。
大和の主砲弾は、日本各地に数は少ないが保存されており、実物をみることも出来る。しかし靖国神社に展示されているものは模造品であり、清水芳人（大和副砲長）が名古屋市護国神社に奉納したものは、実物とされる。
主砲管制射撃の要となる九八式方位盤照準装置（戦艦比叡に先行搭載し、性能を確認したもの）は、艦橋最上部の主砲射撃指揮所（トップと呼ばれた）に設置されている。敵との距離、敵の速度等を測定する測距儀はその下にあり、日本光學製で、艦載用としては世界最大の15.5mの基線長を持ち、一基で三つの距離データが得られ、その平均値がとられた。以上の機器から得られた、基準方位、彼我の距離、双方の速度に加えて、地球の自転速度、風速、気温、湿度、装填される火薬量などの数値を入力して、最終的な敵艦の未来位置に向ける主砲の仰角、方位の修正値を計算する射撃盤（九八式射撃盤改一、一種の機械式アナログコンピュータ）が、船体の装甲内、第一砲塔と第二砲塔のあいだにあった第一発令所に設置されていて、重さは4tあった。九八式射撃盤は射程距離40,000m、敵艦速力40ノット、自艦速力35ノットまで対応していたが、地球の自転に対応する関係から、作戦海面を北緯55度、南緯20度以内（サハリンの北端からニューカレドニア島まで）に限定して調整されていた。砲塔側の方位、仰角の受信は角度通信機（セルシン）で行われ、斉射の引き金は主砲射撃指揮所の方位盤にあった。
九八式方位盤照準装置を設置した主砲射撃指揮所は、後部艦橋として予備が設置されている。ただし後部艦橋の測距儀の基線長は10mである。また、各砲塔にも15.5m測距儀が一基づつ、加えて潜望鏡式照準鏡が設置され、砲塔単独でも射撃ができたが、方位盤を用いた管制射撃より照準に手間がかかり、位置が低いので遠距離は測定できなかった。また、司令塔にも、前部主砲のみに対応した潜望鏡式の簡易な方位盤照準装置が設置されている。
方位盤は防振架台の上にあったが精密機械だけに衝撃には弱く、レイテ沖海戦で武蔵の前檣楼トップの主砲指揮所の射撃盤は魚雷命中の衝撃により、戦闘初期に旋回不能になっている。レイテ沖で武蔵と運命を共にした艦長猪口敏平少将の遺書にも耐衝撃性を上げるよう改善する必要があると記されている。主砲配置に対して、20種類に及ぶ案が検討された。大別すると
の4種類である。
前方集中は装甲を集中配置できるため、重量的に有利と考えられた。しかし、実際に検討して見ると分散配置と大差なかった。現実に集中配置を採用したネルソン級戦艦では、前方に重量物が集中したことにより、極端に操縦性が悪化し、艦隊所属のタンカーであるネルソル、ロドルの名前で揶揄されるほどであった。また、ネルソン級では発砲の爆風により、後方射撃時に艦橋など上部構造物にダメージが及んだとの報告があり、主砲射界の問題点もあるため、集中配置は採用されなかった。とはいえ、集中配置を採用したダンケルク級戦艦、リシュリュー級戦艦や利根型重巡洋艦では操艦性や爆風の問題は指摘されておらず、現実に採用された場合、どうなったのかは不明である。なお、連装砲塔は重量バランスに優れていたが、1門ごとの必要重量が3連装砲に劣っていたために採用されず、最終的に3連装3基9門となった。平賀譲は4連装砲塔と連装砲塔など、異種砲塔の組み合わせにこだわっていたという。
大和型の主砲は、散布界対策（3門同時に撃つと中央砲の弾が両側の弾から衝撃波を受けて弾道がぶれる）のため、九八式発砲遅延装置により左右2門発砲した後、一瞬おいて1門が撃つ機構となっている。この機構を最初に採用したのは20センチ連装砲を搭載する青葉型重巡洋艦であり、単装砲搭載の前級の古鷹型よりも散布界が大きくなった事から、砲弾の相互干渉の問題が発見された。ちなみに大和型の設計強度上の斉射の最大門数は各砲塔2門の6門である。これは砲の後退で吸収できなかった発射の衝撃を受け止める内支筒の強度によるもので、設計完了した昭和12年には日本海軍は全主砲の半分ずつを交互に撃つ「交互一斉打ち方」（教範では一斉打方）を基本としていたため、これで良かったとされた。ただし同年、海軍の「艦砲射撃教範」は改定され新たに全門の発射を意味する「一斉打方」（以前は「斉発打方」）が定義されることになり、実際には前述の九八式発砲遅延装置により衝撃が時間で分散され、1基3門の斉発が可能となった。
口径という言葉には砲身の内径と砲身の長さ（口径長）の二つの意味があるが、ここではその両方について触れる。
1918年、日本海軍は八八艦隊第十三号艦型に46cm砲8門を搭載すべく、秘匿名五年式三十六糎砲（19インチ砲/48cm砲）を製造し、試射に成功した。この砲は瀬戸内海倉橋島、亀ヶ崎大砲試射場に残され、戦後米軍が撮影している。このように大和型戦艦以前に46cm砲を搭載する計画は存在した。
1934年2月、海軍省は省内に「軍備制限委員会」を設置し、日本及び米英の砲製造能力を比較検討した。委員会は、どの程度の口径、砲身長を新戦艦に採用すれば良いかを検討し、米英についても条約開けに18インチクラスの砲を搭載した戦艦を建造してくる可能性を考慮していた。制限委員会では藤本喜久雄造船少将が20インチ（内径50.8センチ。日本海軍はメートル法できりのいい数字にするので51センチ）砲3連装砲塔4基、速力30ノット、ディーゼル機関という大戦艦を提案した。また、軍令部の一部にも20インチ砲採用を働きかける動きはあり、反対に量産性を考慮して16インチクラスにとどめる動きもあった。問題は、砲身材料製造上必要な鋼塊（インゴット）の製造技術に難があったことである。当時日本で製造可能なインゴットの大きさは160トンであったが、「軍備制限委員会」が作成した比較表によれば、20インチ50口径砲だと240トンの鋼塊が必要となる。原によれば当時の世界記録でさえ、1931年に米国社が記録した200トンであり、艦政本部第一部としては20インチ砲の製造を極めて困難と判断したと言う。
結果、総合的に勘案して46cm砲搭載に決まったが、パナマ運河の存在も影響を与えている（後述）。この間、過重装備の水雷艇が転覆した友鶴事件が発生して藤本造船少将が失脚し、平賀譲が軍艦設計に関与するようになる。
搭載砲を45口径砲（砲身の長さが内径の45倍）とするか50口径砲（同50倍）とするかでも計画時に議論がされている。一般的には、砲身を長くするほど砲弾の初速は大きくなり射程や貫通力が増すが重量増となる。
原勝洋によれば、用兵側は50口径を希望したが、50口径の砲身製造のために問題となったのはやはりインゴットの製造技術であった。45口径では1門165トンの重量に対して50口径では200トンを超すと見積もられた。また、この重量増加は排水量の増加にも繋がることから45口径で充分と判断されたと言う。
なお、当時の日米新戦艦の主砲貫徹力について別資料からも参考に示す。戦艦の主砲発砲時のブラスト圧は、甲板上の人間や搭載航空機などに甚大な被害を与えるため、対策が実施された。大和型戦艦の46cm主砲は特に凄まじく、長門型戦艦の毎平方cmあたり3.5kg（砲口から15m離。2門斉射）に対し、毎平方cmあたり7.0kgである。航空機破壊が0.5-0.8kg、人間が意識朦朧となるレベルが1.16だった。実験では航空機が破壊されるほどで、試算の結果、主砲発射の衝撃波は人体に致命傷を与える圧力と判明した。大和型が艦載艇と艦載機を艦内に収容出来るように格納庫を配置したのはこの為である。計画時より爆風対策で艦載艇と航空機の格納庫を設けた例は、大和型だけである。
実際に武蔵の公試時に、モルモットを入れた籠を複数配置して主砲発射を行ったところ、爆風で半数以上の籠は跡形も無く吹き飛ばされており、残った籠の中のモルモットも爆圧により形を留めぬほどになっているなど、無事であったものはほとんどなかった。従って、主砲発射時には甲板上で体を露出している者（主に増設の機銃及び高角砲の要員）に対して主砲射撃指揮所から操作するブザーを鳴らすことで退避警告をしていた。1回目で甲板乗員は艦内に退避、2回目の長音の鳴り終わりと同時に発砲するという手段を執っていた。ただし、艦橋最上部防空指揮所の監視兵は退避しなかった。「武蔵」の射撃訓練に立ち会った左近允尚敏（海軍大尉、航海士）は、艦橋トップにいて主砲爆風を体感し、帽子を吹き飛ばされるところだったと回想している。また公試運転で主砲爆風実験に立会った兵員は「檻に入れた犬・猿が全部死んだ。ただ主砲が右舷を向いて発砲した時に左舷甲板にいれば平気だった」と述べている。トラック泊地での演習では、爆風に晒される兵は最初に耳に綿をつめ、その上に耳栓をして、さらに飛行帽子をすっぽりかぶって両耳を覆い、鉄兜をかぶって防御した。米国は太平洋と大西洋に挟まれているが、軍艦建造の造船所は大西洋側に集中しており、建造された新造艦は通常はパナマ運河を通って太平洋側に出る。パナマ運河を通航するには艦幅を110フィート（約33m）以内に納めなければならなかった。日本海軍は米国がその制約下で46cm砲搭載艦を建造した場合、9門搭載艦なら最大排水量50,000トン、10門搭載艦なら60,000トンでそれぞれ速力は23ノット、40.6cm砲搭載艦なら50,000トンで33ノットになると試算し、砲力と速力の総合で大和型が優位に立てると判断した。大和型に対応する十分な攻防走能力を与えた場合、運河は通行出来なくなると日本側は想定した。有力な艦船が運河を通行できない場合米海軍は、大西洋からの回航に南米回りの航路を使わざるを得ず、時間的な負荷がかかる。これは日本側に有利に働くと考えられた
なお、アイオワ級戦艦計画時にも基準排水量45,494トン、全長243.8m、全幅32.9m、45.7cm47口径砲9門、速力27.5ノットの試案が存在し、これが実現した場合は日本側の予測を上回る結果になったはずである。もっとも全幅を32.9mに抑えているため、弾薬庫の必要幅の関係から、特に水中防御については大和型にかなり劣るものと考えられる（要目によれば垂直/水平装甲も制限のない大和型が優位）。
なお実際にはバルジ装着で運河通航を断念したテネシー級戦艦や、運河拡幅を前提に計画されたモンタナ級戦艦（未成）が存在し、米国は当時のパナマ運河通航制限を絶対的なものと考えていた訳ではない。日本外務省も、アメリカが45,000トン級パナマ運河通行不能戦艦を建造する可能性について言及している。松本喜太郎(大和型設計者)は、大和設計着手当時、米国が太平洋と大西洋に別個の有力な艦隊を持つとは想像していなかったと述べている。
大和型戦艦の機密保持は非常に徹底していた（各艦の建造場所固有の機密対策については各艦の記事も参照）。
福井静夫は機密の性質を2種に区分している。例えば前級の長門型戦艦は1種目の意味で機密保護が行われた。1種目の意味での機密扱いはどこの軍隊でも見られる類であるが、大和型の場合は艦全体が2種目の意味で機密扱いとなり、民間は言うまでもなく、海軍部内関係者に対しても、できるだけ推察しにくいように下記の一連の工夫がなされた。
実際には呉や長崎の一般住民の中にも新戦艦が建造中であることは公然の秘密だった。呉の平原町からはドックから引き出されたばかりの大和（1号艦）が目撃されている。だが当時の国民一般は軍に対して協力的であり、見ても他に語ることを躊躇することが多かった。帰省する軍人も同様であったという。それでも噂は徐々に広まり福井も新戦艦について質問されることがあったが、そうした戦前の社会の姿勢が機密保持に有益だった旨を述べ、当時の国民を賞賛している。
兵器を製作するには予算が必要である。機密保持のための偽装はこの段階で既に行われていた。マル3計画では2隻（大和、武蔵）を計画したが、1隻あたりの予算額を大きくすると諸外国に規模が察知されてしまう恐れがあることから64,000t級戦艦2隻分の建造費とせず、金剛型の代艦として35,000t級戦艦2隻（ワシントン海軍軍縮条約の新規建造戦艦の排水量上限が35,000tだった）を建造するということで国会に予算要求した。その際それらしい偽のスペックを付記し、それも軍極秘に指定した。実際に建造するのは35,000戦艦ではなくそのままでは予算が不足する。そのため陽炎型駆逐艦3隻と伊一五型潜水艦1隻を架空計上している。つまり大和型戦艦1隻の建造費は35,000t級戦艦1隻+駆逐艦1.5隻+潜水艦0.5隻分ということになる。この他にも同時に計上された他の艦の建造費が一部流用されているとされる。さらにマル3計画計画関係の書類からも戦艦またはBという略字の入ったものは軍機扱いとされ、1ランク下の機密度である軍極秘の書類からはBに関する事項は一切省かれた。
なおマル4計画では3・4番艦である信濃と111号艦の建造を計画したが、同様の偽装により40,000t級戦艦2隻の要求とし、駆逐艦2隻と潜水艦1隻を架空計上している。つまりこのときは大和型戦艦1隻の建造費は40,000t級戦艦1隻+駆逐艦1隻+潜水艦0.5隻分となっていた。
海軍士官の中でも防諜が徹底していた一例として1939年1月軍令部に異動し、マル5計画の航空関係の策定作業に関わった三代一就は、「艦艇の建造計画については担当外でもあり、また知らされてもいなかった」と述べている。しかも、要求した航空兵力の増強はほぼ全て取り入れられたため、大和型に予算を削られたという意識すら抱いていなかった。
建造に当たり施設周囲の民家では、ドックを一望できる向きの窓は塞ぐように指示が出され、鉄道においても、施設周辺地域に列車が近づくと、当時一般的だった「要塞地帯」での取り扱い同様に、窓を閉めるように指示が出されていた。日本海軍は建造に当たって多くの施設を新設、改造したが、その際に呉工廠では建造ドックに覆い屋根が設けられ、長崎では三菱長崎造船所の船台の対岸に倉庫群を建設して眺望の遮蔽が図られている。新設された横須賀第6ドックの場合、機密保持の容易性も建設に当たって条件の一つとされ、横須賀市街側から同ドック内の様子を伺うことは不可能である。
建造に携わる工員は徹底的な身元調査の上、機密を漏らさないことを約束した。根幹に関わる技師は宣誓書に署名捺印した。艦の設計図は持ち帰らないことを徹底させ、保管は二重の金庫にしまうほどであった。武蔵建造中に製図庫で図面が一枚紛失する事件があった際には、図面取り扱いに関係した人間に対して特高による取り調べが1か月以上に渡り行われ、何名かは拷問などで職場復帰不可能になってしまった。判明した犯人の少年製図工は懲役2年執行猶予3年の刑を受けて家族と共に中国へ強制移住させられ、行方不明になったと言われている。その後の吉村昭の取材によれば、長崎に戻ったのち家庭を持ったが、終戦後に急性肺炎で死亡した。
主砲が46cm砲であることを隠匿するために制式名称を「九四式四十糎（サンチ）砲」と呼称したほか、46cm砲の砲身製造設備は呉海軍工廠にしかないため、三菱重工長崎造船所で建造され、そこで艤装を受けた2番艦武蔵や、横須賀海軍工廠で建造されていた3番艦信濃への主砲兵装輸送のために砲運搬用の給兵艦樫野が建造された。信濃の場合は主砲据付前に空母への改装が決定し実際には主砲の運送は行われなかった。
大和乗組員さえ正確な口径は知らされなかったばかりか、大和を視察に訪れた連合艦隊司令長官の山本五十六でさえも説明を断られているなど、正式な手続きがなければ海軍のトップでさえ詳細を知ることはできなかった。『戦艦大和建造秘録』にはレイテ沖海戦の時期ですら、大和型戦艦を指揮下に収めていた栗田健男提督は「主砲口径が46cmであることを知らなかった」と米軍の調査団に陳述している事が書かれている。天一号作戦時の第二艦隊砲術参謀・宮本鷹雄も米軍調書NAV第50号において同様の証言をしている。艦隊の指揮に関わる高級士官は直接砲の操作に当たる訳ではないが、これらは指揮下の戦艦の攻撃能力を正確に知らされていなかった事例である。ただし大まかな情報となると別で、捕虜となった将兵の中には「45センチ砲」といった推測を米側に供述している者が居る。捕虜尋問所トレイシーで得られた情報は、全長900フィート(約274m)、三連装45 - 48cm主砲三基、20cm連装砲台四基、40mm速射高射砲多数、排水量約5万トン、速力25 - 35ノット（巡航速度28ノット）である。
また戦艦の主砲に関わった者ならば46cm砲であることを推測することは容易であり、「長門」の41cm砲伝令員だった近江(連合艦隊司令長官付従兵長)は「大和」の砲塔内部を見学して46cm砲の巨大さに圧倒されている。また千早正隆のように、機密を知る艤装員や艦長が転勤して他の部隊に行くという事例も多かった。
艦名については、艤装員付として軽巡洋艦鹿島より転属した三等機関兵曹の履歴表に「大和」と捺印されていた。また無線通信では「大和、武蔵」の艦名が公然と呼称されており、昭和天皇が「武蔵」に乗艦した際にも『御召艦武蔵』と日本海軍全体に通知されている。水雷戦隊はおろか駆逐艦の戦闘詳報にも「大和、武蔵」の艦名が記載されている。
淵田美津雄(真珠湾攻撃時赤城飛行隊長)は海軍大学校在籍中の1936年、「丸四計画」を知って大西瀧治郎航空本部教育部長と共に反対論を唱えている。同校の学生が「大和、武蔵という新型戦艦が配属された」という噂を聞き、教官に確かめたというエピソードもある。海軍兵学校を卒業後、航空搭乗員の訓練を受けていた 豊田穣は、練習機に搭乗中、教官が機上から「大和」を紹介してくれたと述べている。
また横須賀海軍砲術学校で教育された第一期特年兵が戦艦「武蔵」に配属になる際、「武蔵乗組みを命ず」と面前で紹介され、特年兵同期生達がどよめいたというエピソードが残っている。砲術学校志望者が、第一から第三希望まで全て「大和」で統一した例もある。この横須賀海軍砲術学校では、1943年に源田実が来て高等科生らに航空講義をした際、「万里の長城」「ピラミッド」「大和、武蔵」は世界の笑い物だと発言し、教頭だった黛治夫が源田に詰め寄る一幕もあった。源田は大和型をスクラップにして空母にすることを主張したが、大和型から大型空母に改造された信濃は、横須賀から呉への航海途中に米潜水艦の雷撃をうけ、完成から20日で沈んだ。
呉では、公用使として上陸した兵（坪井）がポケットに手をいれて本屋にいたところ、巡邏隊に連行されてしまった。日本海軍においてズボンのポケットに手をいれることは厳禁だった。詰所で「大和所属」と名乗ったところ、巡邏隊は「一号艦か」と突然態度を変え、簡単な注意だけで解放された。1944年12月の東南海地震では、大地震に遭遇して帰艦時刻に遅れそうになった数名が海軍無線局で「大和」乗組員であることを名乗り、艦に連絡を取っている。同月、有賀幸作大佐が大和艦長に任命された時、浜名海兵団にいた長男に対し本来「ウ五五六」（大和の秘匿番号）とすべきところ「大和艦長　有賀幸作」と艦名を書いた手紙を送っている。ただし、大和艦名が書かれたのは最初の一通だけだった。下級将校も艦名を知っていたと思われ、大和配属が決定した少尉が新妻に「大和配属になった」と打ち明けている。
またトラック泊地では内火艇が迎えに来る際、内火艇の水兵が大声で「武蔵乗組みの者はいないか！」と怒鳴っていたという。ここでは「大和農園」や「武蔵農園」があり、下士官兵がカボチャやキュウリといった野菜を作っていた。
社会一般では、1942年（昭和17年）12月8日には艦形・艦名・要目等は一切明らかにされなかったものの「新鋭艦」が既に数隻存在するという海軍関係者の発言が報道された。これは当時の雑誌・書籍類からも確認できるが、実際に紙面を飾ったのは利根型重巡洋艦「筑摩」である。また、大戦末期になると大部分が噂話程度のものであったが「長門や陸奥より大きな軍艦」が存在するという情報が少なからず広まっていたようである。大和沈没時には、呉でも「大和沈没」の噂が流れた。
対する米軍は大和型戦艦の名称を把握しており、大和沈没時、捕虜に制作させた『米軍の猛攻を受けた「大和」は航空機1機の援護もなく沈没し、姉妹艦「武蔵」もフィリピン海戦で沈没した』という内容の宣伝ビラを投下している。
これほどまでに徹底して大和型戦艦の機密を守ろうとした理由は、大和型戦艦の主砲が18インチ砲であると露見した場合、米国はただちに18インチ砲戦艦を建造し、「質」の面でも日本海軍と同等になると推測されたからである。牧野茂は、日米戦艦の甲鉄防御を比較した際、「設計で見逃されたところも少なくないと思われる。基本計画が軍機扱いの密室的環境で実施されたところに原因の一端がないとはいえない。機密扱いは、それによって得る利益よりも、そのために失われるところの方が大きいことを銘記すべきである」と批判している。
この節では主に、平間洋一「大和を巡る米海軍の情報活動」（『戦艦大和』講談社選書メチエ）を参考に記述する。大和に対しての対日情報活動を米側から調査した成果は主任教授で博士のクラークと日米関係史を専攻するクラーク夫人が行った研究が元になっている。
日本海軍が1937年に条約を脱退してから後、艦艇建造に関する機密は極めて厳重に保持された。米国では1936年の時点において、日本の新型戦艦建造について16インチ砲搭載43,000 - 46,000トン級超弩級戦艦3隻を建造しているという風聞が流れ始めていた。米海軍情報部（ONI）なども対日情報の収集に尽力したが、そうした報告は常に米海軍では過小評価された。情報収集は1941年に専門誌に載った予想では45,000トンかそれ以上の排水量を持ち、16インチ (40.6cm) 砲ないし18インチ (45.7cm) 砲9門を搭載した、速力30ノット程度の「日進型戦艦」が最大5隻建造されていると記述されていた。第二次ロンドン条約では、戦艦の基準排水量制限が拡大されて、最大45,000トンとなった。日本外務省は、アメリカが51,000トンまで容認するとの観測を伝えている。この制限も第二次大戦の開戦により条約が無意味となった結果、無視され、未成のモンタナ級戦艦では60,000トンを越える設計となった。米国は空母についても、速力や搭載数を過少に見積もり、その代わり保有数を実際より多い9ないし10隻（建造中1ないし2隻）と判断していたり、実在しない18,000トン級の「快速大型巡洋艦」3隻（12インチ砲8 - 9門、速力40ノット）の建造情報を掴んだり、同じく実在しない「秩父型大型巡洋艦」を秘かに建造している事に対抗する必要があるという判断から、アラスカ級大型巡洋艦を建造しているなど、機密保持はかなりの効果を発揮していた。
当然ながら、日本は戦艦建造に関する公式発表を曖昧なものとした。1937年5月に、米内光政海軍大臣は「日本は他国に脅威を与える軍備を企図しておらず、16インチ以上の主砲を搭載する大型艦の建造などというのは、根拠を欠く憶測」と発言している。この発言を受け、当時の海軍武官ビーミス米海軍大佐は「現存している主力艦を大きく越える主力艦を建造したり、現在使用しているものより大口径砲を搭載することは企図していないという見方が強まっている」と報告した。ビーミスはアタッシェと呼ばれる日本駐在の各国海軍武官の集まりにも参加しており、そこで交換した情報も報告されている。それによれば、英国武官情報として、日本が16インチ砲を搭載した45,000トン級戦艦を、横須賀と呉で1隻ずつ建造していると考えていた。さらに佐世保で同型艦の建造が進められ、最終的には4番艦も建造すると判断していた。
機密保持は同盟国である独伊相手にも徹底していた。ドイツ側の駐日武官は日本がドイツ側の海軍工廠視察要求を拒否したため、ドイツも日本の海軍武官の視察を拒否すべきであると、本国に要請していた。
こうした状況から、日本の国家予算から建造艦艇を推測する試みも行われた。米国は1937年の第三次海軍軍備補充計画は戦艦4隻の建造に足るものと推算したが、この数字には1933年から1937年にかけての労働賃金や物価の上昇が含まれておらず、実質的には予想不可能と判断していた。1940年4月、ハットン少佐は情報を整理し、16インチ砲を搭載した戦艦8隻を日本が建造中であると報告した。しかし、米海軍大学校はこの情報を重視せず、1940年6月の机上演習でも、16インチ砲9門を搭載した日本海軍新型戦艦4隻が配備されているという想定で行われた。1941年11月26日付「太平洋艦隊情報文書第1-42号」の日本海軍戦艦完成という項目には、紀伊半島沖で識別された新型戦艦「ヤマト」という文章が残っている。
太平洋戦争が勃発すると、捕虜の尋問などで大和型戦艦に対する情報収集が行われた。その一方で、日本が大和型の主砲呼称を40センチ砲としていたこともあり、1942年10月時点でも米海軍情報部では日本の新型戦艦は16インチ砲搭載艦と判断していた。
日本は1943年7月16日に、ヒトラー総統の特別要請に応えて、ドイツ海軍駐日武官ヴェネッカー中将に対して大和の視察を許可したが、機密保持の観点から視察は表面的で、限られた区画を1時間程度しか行わせなかった。そして要目も基準排水量42,000トン、40cm砲9門、25ノットと伝えた上で、本当のデータをヒトラー総統が知りたければ、連絡武官を派遣して、直接口頭で伝えるという姿勢を取った。実際、東京からベルリンに送られたこうした大和型戦艦に関する電報は米国に傍受され、米側が大和を42,000トン、16インチ砲戦艦と判断する強い判断材料となった。
しかし、1944年2月4日、B-24爆撃機2機がトラック諸島上空で撮影した大和型戦艦の写真解析は、米海軍情報部に波紋をもたらした。写真に写った新型戦艦は、基準排水量60,000トン以上、全長289.5m、全幅33.5m、18インチ砲9門を主砲に持ち、8インチと5インチの副砲を持つと判断されたのである。だが、1944年4月に押収した日本海軍の文章でも、大和と武蔵の要目はドイツ側報告と同じだったため、1944年9月の『米海軍情報週報』でも大和型の要目は過小評価されたままだった。最終的に米海軍は、大和と武蔵を撃沈した後でも、42,000トン、16インチ砲9門、28ノット程度と考えていた。一方で日本海軍が18インチ砲の試験を行っているとの情報を1942年頃には得ていたため、主砲口径について信用できる情報を持っていなかった。
沖縄特攻時に、大和迎撃を命じられた米第54機動部隊では、4月7日早朝から参謀会議が行われ「大和が18インチ砲なら45,000ヤード (41,148m) の射程を持つが、デイヨー艦隊は16インチ砲戦艦でも42,000ヤード (38,404m) に過ぎず（同艦隊に存在したコロラド級戦艦の16インチ45口径砲は射程32,000mであり、米戦艦で射程が42,000ヤードに達するのはアイオワ級戦艦のみ。数値は誤記の可能性もある）、アウトレンジ射撃を受ける危険性がある」と指摘された。また旧式戦艦より高速の大和が突破に成功した場合、輸送船団が攻撃を受ける可能性もあったが、明確な解決策は見いだされなかったとされている。
終戦直後、米海軍は対日技術調査団(U.S.Navy Technical Mission to Japan)を日本に送り、半年あまりに渡って技術調査を実施した。終戦により一切の機密が解除されたため、建造・運用に関わった海軍技術者たちは調査団の質問に正確に回答するよう務めた。ただし質問を受けなかった事項に対しては説明はしなかった。調査団は幾つものレポートを発表したが、福井は「その中にもじつは、誤ったことが決して少なくない」「とうじ米国が建造用意中であった代表的巨艦モンタナ型について、先方の設計主任官と、とうじの方針やら、プラクティス、また、用兵部内からの要求とか戦訓、そのようなものをふくんで、たがいにディスカッションをしないと十分な効果はないであろう」と述べている
完成し、実戦投入された同型艦は大和、武蔵の2隻。
武蔵に続く第四次海軍軍備補充計画で110号艦、111号艦建造が決定した。110号・111号艦は、大和で不十分とされた連合艦隊旗艦設備を充実させ、過大と判断された舷側装甲厚・甲板装甲厚・主砲バーベット装甲厚を減じ、艦底を三重底化（一部区画は二重底のまま装甲を強化）して水中防御を強化しているため、準同型艦として扱われる。スクリューの直径も異なり、大和と武蔵が5mであるのに対して信濃は5.1mで建造されている。3番艦信濃以降の新戦艦は高角砲には長10cm高角砲を搭載する予定だったとする説が多い。
110号艦は太平洋戦争開戦と共に完成を断念したが、船体（船殼）はかなり完成していたためにドックを空けるための船体建造は進められ、のちに計画変更されて航空母艦信濃として竣工した。もう一方の111号艦は工事が進捗していなかったため、開戦と共に建造中止・解体されている。空母として竣工した信濃には、砲の生産能力や予算面から回航時に八九式12.7cm連装高角砲を搭載したという説と、沈没時には高角砲は搭載されていなかったとの説もあり、詳細は不明である。
また、第五次海軍軍備補充計画では、後継艦に水中防御などを改良した797号艦（改大和型戦艦）や主砲を51cm連装砲塔に変更し、各種防御を51cm砲対応に強化させた発展型の798号艦、799号艦（超大和型戦艦）も計画されたが、いずれも起工には至っていない。
が、八八艦隊計画で未建造となった紀伊型戦艦には「紀伊」、「尾張」の艦名が使われていた。「甲斐」や「讃岐」という見解もあるが、確証はない。
太平洋戦争時の戦闘は航空機主体の戦術に移っており、大和と武蔵が敵戦艦と水上戦を行う機会はなかった。また米軍が大和型戦艦と同世代の戦艦10隻（ノースカロライナ級2隻、サウスダコタ級4隻、アイオワ級4隻）を様々な任務に投入したのに対し、日本海軍そのものが、大和型戦艦2隻の利用に消極的だった。イギリス軍事評論家オスカー・パークスは「大和、武蔵」の2艦ともに、同じような強さの相手に遭遇しなかったことは残念であった」と述べている。
大和の初陣はミッドウェー海戦であるが、これも連合艦隊旗艦として機動部隊の後方を進撃しただけだった。
続くガダルカナル島をめぐるソロモン諸島の戦いにおいて、アメリカ軍はノースカロライナ級戦艦やサウスダコタ級戦艦を始めとするありとあらゆる軍艦を投入したのに比べ、海軍は高速ではあるが旧式の金剛型戦艦のみを投入し、新鋭戦艦たる大和型は温存された。1942年当時の日本は資源輸送に使用すべきタンカーまでも海軍作戦に使用したが、ミッドウェー海戦での浪費などもあって、。大和と武蔵は、激戦が続くソロモン海に出撃できなかったため、他艦の乗組員からは「大和ホテル」「武蔵御殿」と揶揄された。1942年9月18日には「大和」「陸奥」が前進部隊の補給艦「健洋丸」にそれぞれ4,500トン、さらに2隻に燃料補給を行った。同11月9日にも「大和」「陸奥」は出動部隊に米麦を提供している。
大和型戦艦による実戦での主砲砲撃が初めておこなわれたのはマリアナ沖海戦での対空砲撃であり、続くレイテ沖海戦でも対空防御のための砲撃をおこなった。レイテ沖海戦で武蔵は撃沈されたものの、航空魚雷20発以上、爆弾18発以上と言われる命中弾を受けても5時間以上浮いていた堅固な防御力は特筆すべきものがあるが、被雷の振動で艦橋トップの主砲射撃方位盤が故障し、主要防御区画内に浸水が発生するなど、弱点といわれた部分を次々と露呈する戦闘ともなった。その後発生したサマール沖海戦で、大和は米護衛空母部隊に対して32kmから遠距離砲撃を加えた。これが大和型戦艦が主砲を敵水上艦艇に発砲した最初で最後の戦いであったが成果を上げることはできなかった。
なお、空母に改装され、突貫工事の末1944年11月に竣工した3番艦信濃も、横須賀から呉への回送のための航海途中に潮岬沖で米潜水艦の雷撃をうけて沈没した。詳細は信濃を参照のこと。
残された大和も、最後には天一号作戦に投入され撃沈された。武蔵が沈むまで10時間かかったのに比べ、大和が2時間の戦闘で沈んだのは、日本軍の戦力が減退し護衛艦隊が薄弱で攻撃目標艦を絞りやすかったことや、当日の天候が悪く、大和から米軍機の視認が難しかったことなどによる。さらにレイテ沖海戦時の米軍は爆撃機と雷撃機が交互に攻撃していたのに対し、沖縄特攻時には戦闘機、爆撃機、雷撃機が複数方向から同時に攻撃するため、対応が難しくなっていた。また米軍が武蔵の戦訓から片舷に雷撃を集中させたという論があるが、米軍にその意図は見られない。武蔵が受けた20本以上の魚雷のうち、右舷に命中したのは4 - 5発のみとする証言もある。
当時の日本海軍の造船官、平賀譲と藤本喜久雄の間には確執があり、大和型戦艦の設計過程にも大きく影響している。この中で、平賀の意見が強まったことで大和の性能を不当に低く設定してしまったという批判が遠藤昭などからなされている。藤本の技術的革新主義が、友鶴事件、第四艦隊事件の他、溶接技術の未熟（機関製作にも溶接は重要な要素技術である）、高圧蒸気の扱いや大トルクの減速歯車技術等の未熟、ディーゼルの失敗などで否定されてしまい、造船官の権威を失墜させた以上、設計が平賀的（保守的）なものに回帰したことは大和型にはプラスに働いたという評価もある。平賀は大和型の計画と建造と平行して進んでいた「臨時艦艇性能改善調査委員会」の席上、西島亮二に対しても「艦体が折れたのは、電気溶接を無闇に使用したからだ」などと批判し、1936年1月には「船体構造電気溶接使用指針」を発行、この文書は使用箇所を構造強度の根幹に関わる部分に使用しないよう指定する内容であった。溶接推進派の造船官の一人、福田烈に対しては技術が進歩すれば溶接を使っても良い旨語っており、また、福田との議論の中で「残留応力の面から不当の判決を受けた」「終いには溶接の性質をよく理解され、溶接に対する考え方が変わられた」といった平賀自身の考え方の推移も証言されている。
また、戦艦設計は平賀一人の手で行う物ではなく、多くの技術者の手を経て膨大なマンパワーを必要とするため、平賀が細部まで設計を行ったわけでは無い。牧野茂は大和型戦艦の船体が藤本の設計した最上型重巡洋艦と似ていたことを指摘した上で、「最上の計画主任の魂が、自ら大和に宿ったようだ」と述べている。
機密保持に熱心だった反面、技術情報の収集には当事者が問題を感じている。牧野茂はH.E.Rossellの「Historical Transaction 1893-1943 "Type of Naval Ships"(1945 )を戦後40年以上経過してから再読した際、「造船設計に関してはいささか自負慢心が強く、諸外国の技術情報蒐集に真剣身を欠いたと感じる」と述懐している。
大和型に搭載された46cm砲（18.1インチ砲）は「世界最大の艦載砲」と言われ、ギネスブックにも認定されている。
同クラスの砲を装備した例としては35口径45.7cm砲（18インチ砲）2基を搭載したイギリスの大型軽巡洋艦フューリアスがある。46cm砲の最大射程距離は約42kmで、米英が建造した戦艦よりも大きい。このため、敵戦艦がこちらを射撃できない距離から攻撃できたと言われ、アウトレンジ戦法を想定した典型的な事例として取り上げられることがある。大岡昇平は「「大和」の超大口径主砲がものをいって、オルデンドルフの旧式戦艦群6隻をアウトレインジ出来たかもしれない」と述べている。
日本海軍では戦前から飛行機を利用したアウトレンジ射撃の研究を行っていた。昭和14年には戦艦長門が距離3万2千メートルで12パーセントの命中率を得て砲戦に強い自信を持っていた。、
大和の主砲射撃指揮所から敵艦の船体が観察できる距離は約35kmであり、さらに天候やローリングの影響で観察できないこともある。それ以上の距離では観測機を飛ばさないと敵艦への着弾は観察できない。当時の二号二型電波探信儀も最大35kmの探知能力しか無かった。
さらに大和型の46cm砲は、42km先では目標を中心として最大1km弱程度の着弾散布は免れなかった。1944年6月2日に大和・武蔵が35000mで実施した一斉打ち方でも砲弾の散布界が800m - 1000mと大きく、問題となったが訓練により1944年（昭和19年）9月には35 - 36kmにおいて全砲による斉発でも散布界300m（遠近）に縮小し、9月27日の砲術研究会でも「散布界著しく縮小」と明記されている。散布界が小さければ単純に命中率があがるというものでもない。それは遠距離において絶えず変針しながら移動する敵艦の動きを予想し発射しても着弾に時間を要することから正確な照準を行うことが非常に難しかったためである。
日本海軍の戦術では、戦艦の決戦距離を20km－25km程度、20cm砲は17000m内外と考えられていた。先制の利を得るための遠距離砲戦は可能であっても「安易な遠距離攻撃は弾薬の浪費につながる上に、艦隊の隊列変更や砲戦距離の短縮が困難」と明記されている。砲撃を開始した後で、自艦が大きな戦術運動を行うと、射撃データが無効化されてしまうため次の命中弾が望めない。
サマール沖海戦において、大和など日本戦艦はマストが低くて発見が難しい米護衛空母群を35kmで発見し、。当時大和で通信士官をしていた都竹卓郎はこの海戦での射撃は米側から「極めて優秀な射撃であった」、「砲術科士官が望み得る最高の弾着」と呼ばれていたと紹介している一方、上述のように「敵の水上射撃は我々の海軍の水準より著しく劣る」「斉射の距離測定は正確だったが偏差測定が正確ではなかった。」と否定的に紹介する文献もある。
NHK・『その時歴史が動いた』にて、46cm砲を搭載している大和は「敵の砲弾の届かないところから一方的に攻撃できることになります」という内容を語っている
戦艦陸奥は1937年（昭和12年）度の32,000mでの演習射撃で遠近107m、左右38mという驚異的に小さい散布界を記録したが、同じ年の演習では陸奥の散布界は30,200mで遠近352m、左右33mと上記より悪かった。
ただしこれらは演習中の数字であり、実戦での散布界は天候、彼我の速度、ローリングの影響でこれらの数字より大きくなる。
サマール沖海戦では米駆逐艦の煙幕やスコールにより充分な弾着観測が行えなかった。大和は観測機を2機発進させたが、米戦闘機に追い払われてしまった。同海戦に参加した戦艦金剛の戦闘詳報では「24km以遠の目標に対する遠距離射撃は、測的及び弾着観測が困難なため、射撃効果の発揮が困難」としている（米側も日本側の射撃に対して「測距は正確だが、修正が下手」と評している）。事実サマール沖海戦で大和の46cm砲による砲撃での戦果は無かった。
なお、大和型戦艦の光学測距儀は艦載用としては世界最大の基線長15.5mであり、10m測距儀を搭載していた金剛型など他の日本戦艦よりも正確な観測が行えたが、それでも黛は距離30kmで300m内外の誤差があったとしている。
レイテ沖海戦において、武蔵は第一次空襲の際に主砲射撃方位盤が故障し、主砲射撃指揮所からの統一射撃が不可能になり、第二次空襲以降では各砲塔による各個照準及び射撃となったと言われている。ただし、武蔵の主砲第一発令所の九七式射撃盤を担当した布田昇の証言によると「まず第一波の攻撃で命中した魚雷のため、前部方位盤の旋回部分が歪んでしまい、旋回不能となった。直ちに後部方位盤に切り替え、戦闘を続行」ともあり、射撃方位盤故障がどの程度砲撃に影響したのかは不明である。
武蔵の加藤副長付信号兵として第二艦橋に勤務していた細谷四郎兵曹によれば、武蔵が主砲を発射したのは昼食を食べ終えてからの最初の空襲で、午後1時30分 - 午後2時頃と証言している。さらに一番砲塔に装填された砲弾が砲身内で爆発する危険性が報告され、「右砲戦方位90度、三万、各砲塔発射」命令が越野砲術長から出された。細谷の証言によれば、午前中の空襲で主砲発射爆風被害と言われるものは副砲、午後には主砲爆風が含まれていることになる。
また、1944年（昭和19年）10月25日の対空戦闘について、大和の戦闘詳報には「後部主砲塔射撃のため、後部左舷所在の機銃員数名が火傷を負う」という記述があり、機銃に対する通報に齟齬があった要因が、射撃方位盤だけでないことも伺える、主砲射撃による爆音の中での、機銃群への迅速通達は容易ではないことから、3番主砲塔と後部機銃群との間に砲塔危険界通報装置の設置が要望されている。
大和型戦艦の副砲は条約型巡洋艦、駆逐艦に対処するためのものだが、対空射撃には有効とは言い難く、副砲を全廃して両用砲に転換したノースカロライナ級やキング・ジョージ5世級の方が先進性があったと言われる。平間洋一の場合、米新戦艦に対して劣っていた旨を記述している。海軍砲術学校防空部は、15.5cm砲を廃止して10cm高角砲に変えるべきという意見を提出している。しかし、大和型2隻の戦闘詳報によると副砲は遠距離での雷撃機等の迎撃に有効であるとの記述があり、通説とは逆に日本海軍は副砲の対空能力を高く評価している。
実際、仏独伊が大和型と同時期に建造した戦艦でも副砲と高角砲は分離されている。特に仏海軍では、ダンケルク級で一旦両用砲を採用したが、両用砲は平射砲としても対空砲としても能力不足という判定から、次のリシュリュー級で、再び高角砲と副砲に分離しているという事実はあまり認知されていない。現実にキング・ジョージ5世級の両用砲は、装填機構や砲の追従性の問題で対空射撃が困難であったと判定されている。ノースカロライナ級以降の米戦艦搭載両用砲（38口径12.7cm両用砲MK.28）は、対水上砲として考えた場合、有効射程が短すぎて、駆逐艦の雷撃を阻止できない可能性が多分にあり、能力不足と指摘されている。第三次ソロモン海戦では同砲を装備した戦艦ワシントンとサウスダコタが日本軍水雷戦隊を迎撃したが、駆逐艦綾波を撃沈したのみで水雷戦隊の阻止に失敗し、雷撃を許している。合理的な両用砲だが、多くの海軍が採用しなかったのは理由があるのである。
大和型の副砲は、充分な数の護衛艦を持てない劣勢な海軍（米英以外の全て）が、敵の水雷戦隊を「魚雷を放つ以前の距離で迎撃する」ための兵装である。つまり12.7cm程度の小口径高角砲では、水雷戦隊阻止に充分な有効射程を持てないため、より大口径の副砲が必要という観点から配置されている。主砲を水雷戦隊の迎撃に使用する愚を考えるなら、分離は一理あるという説もある。実際、サマール島沖では、大和は近接した米駆逐艦ジョンストン、ホーエルに副砲で命中弾を与えたとの説がある。
しかし、上記のジョンストン、ホーエルともに大和の副砲が命中したのは可能性があるのは雷撃が実行された後であり、第三次ソロモン海戦でのアメリカ戦艦同様、雷撃の阻止に失敗している(特にジョンストンは副砲が命中した後も戦闘を続行している)。実戦では大口径の副砲でも「魚雷を放つ以前の距離で迎撃する」事はできず、水雷戦隊阻止においての優位性が証明される事はなかった。
「主砲塔直後に配置された第1・4番副砲は、大和型防御の欠点である」という説がよく語られる。完成前の武蔵に艤装員として勤務した千早正隆が指摘している。概ね「副砲塔は25mmの装甲しか施されておらず、駆逐艦主砲の5インチ砲弾も防げなかった。従って爆弾や大角度での落下砲弾がここに命中した場合、砲爆弾は副砲弾薬庫に達して炸裂し、これが隣接する主砲弾火薬庫を誘爆させて轟沈する可能性を秘めていた。手直し程度の改善はあったものの、この欠点は最後まで解消されなかった。両舷への指向が可能という利点にこだわった設計ミスだった」というものである。千早が副砲に関する懸念を山本五十六に訴えると、山本は「副砲を撤去して蓋をしておけ」と返したとされる。また大和沈没の原因は、副砲付近で発生した火災が第三主砲弾薬庫に引火した結果だという説もあるが、これは後の海底調査の結果否定されている。
大和型では、副砲塔そのものの装甲を妥協する代わりに、副砲の弾火薬庫を厚い装甲で囲まれた主要防御区画内に配置していたため、直接弾薬庫に貫通弾を受ける可能性は高くはない。また副砲塔と弾火薬庫の間に防焔扉を設置し、副砲塔に貫通弾を受けたとしても弾火薬庫に被害が広がりにくいように配慮された。副砲塔に過大な防御を施すと、高速の敵駆逐艦を撃退するため高い機敏性が求められる副砲の旋回性が失われる可能性があり、副砲塔そのものの防御には限界があった。大和の設計に当たった松本喜太郎によれば副砲の防御は「砲塔と弾火薬庫との間に充分な防炎装置を設けているから」という考え方で進められたため、弾丸防御上の弱点になった旨を述べている。
副砲塔の装甲の薄さは懸念材料の1つであり、武蔵では、建造中に「副砲の装甲を主砲塔並に強化せよ」という申し入れが連合艦隊司令部からあった。最も初期の低評価のひとつは艦隊に編入されてから指摘されたものであり、これが改修工事に繋がっている。戦後最初期の指摘としてはオスカー・パークスが1949年に『ENGINEERING』誌に発表したものがあり、「この軽防御砲塔が設計上の弱点であるのを証明したのは驚くにはあたらない」と述べている。
防焔装置や副砲周辺の防御については設計の段階では充分とされていたが、完成直前となって用兵者側から防御力を強化するよう要望を受けた。特に、中心線上に配置され、隣に主砲火薬庫がある第1・4番副砲塔を支える円筒の、露出した支筒下部に敵弾が命中した場合の問題点を指摘されたのである。この円筒は元々50mmCNC+25mmDSの装甲が施されていたが、28mmの装甲追加が行われた。この強化により射撃実験の結果、支筒下部は800kg爆弾の命中に耐えうるものとされた。さらに防焔扉の板厚を増し、中甲板の貫通部に不規則な形の防焔板を隙間なく装備したこれにより最上型軽巡洋艦に搭載されていた時よりも、総合的な防御力は強化されていた。なお武蔵は就役時までに、大和は就役後に副砲を一旦下ろして、この防御強化を行っている。
副砲の防御が弾薬庫配置を含めて問題となるのは、他国戦艦でも同様だが、第一次世界大戦や、太平洋戦争での諸海戦の戦訓を見ても、防焔装置などで被害を局限できることは確かであった。現実に、大和型副砲塔と同様の防御形式だった日本重巡洋艦「青葉」は、サボ島沖海戦で第3砲塔に敵弾の直撃を食らい、砲塔内で装填中の零式弾と装薬が誘爆したものの、適切な弾薬庫注水により、それ以上の被害拡大を免れている。他の日本重巡も砲戦中に弾薬庫誘爆で沈んだケースは存在しない。第一次ソロモン海戦では、鳥海の1番砲塔に米重巡の20cm砲弾が命中し、砲塔員が全滅するも弾が砲塔を前後に貫通して艦への被害は抑えられたというケースもある。航空攻撃に対する被害はいくつか散見される。ミッドウェー海戦では重巡洋艦最上と三隈が砲塔に被害を受けた。最上は5番砲塔に直撃弾を受けたが、誘爆は起きずかろうじて生還した。同日、三隈も空襲で3番砲塔が直撃弾を受けて破壊され、4番砲塔には被弾した米軍機が体当たりしたが、これらの攻撃は致命傷とはならなかった。三隈沈没の直接の原因は魚雷の誘爆である。ラバウル空襲で重巡洋艦高雄が爆弾命中により一番砲塔装薬誘爆を起こし砲塔員が全滅するも、沈没は免れた。サマール沖海戦では重巡洋艦羽黒が空襲によって2番砲塔に直撃弾を受けたが、応急処置により戦闘を続行した。
また、艦中心線上への副砲装備は「主要防御区画の縦方面での長さを伸ばし、艦型の拡大を招いた」という、別の観点からの批判もある。
なお砲塔の構造は大別すると英国式と米国式に分類される。砲弾と装薬を同時に砲塔内に揚げる英国式は、機構が簡単で重量が軽いメリットがある。これに対し、砲弾と装薬を別に揚げる米国式は、機構が複雑で重量がかさむものの、被弾時の誘爆確率が低いという防御面のメリットがあった。米国式の砲塔を採用したのは、米仏独の戦艦と日本の大和型戦艦のみであり、それ以外の各国戦艦（長門型以前の日本戦艦も含めて）は英国式砲塔であった。
建造当時の米戦艦の最大速力は20 - 22ノットであった。日本海軍は改装によって、長門型/伊勢型/扶桑型戦艦を25ノット、金剛型を30ノットに向上させていたため、部隊単位で優速であった。大和型の27ノットは、米新型戦艦が25ノットと見積もられていたために、これを上回る速力として承認されたものである。
だが、大和型戦艦が艦型の拡大を抑制するため、最大速力を約27ノットとしたことに対し「低速のため、機動部隊護衛などに使用できなくなり、失敗であった」という根強い意見がある。この根拠には、下記が挙げられている。一方、佐藤大輔のように速力を27ノットに抑えたことによる悪影響、あるいは他国海軍に比較しての欠点は結果としてほとんどなかったという反論がある。
対戦国の同世代戦艦である英国のキング・ジョージ5世級戦艦や米国のノースカロライナ級戦艦で約28ノットであり、ほぼ同速であった。ノースカロライナ級戦艦は戦争後半に対空火器の増設を行い、26.8ノットと大和型より僅かながら低速になった。サウスダコタ級戦艦に至っては、公式には27.8ノットだが、実際には25-26ノットという米戦艦もいた。大量の装甲板、砲塔、弾薬を搭載し、喫水の深い戦艦に高速力を要求するのは酷であり、それを達成した金剛型やアイオワ級はなんらかの設計上の妥協を強いられており従来からの巡洋戦艦の延長上の戦艦ともいえる。事実、アメリカ海軍のモンタナ級戦艦では6万トンの排水量に達し、速力も28ノットの計画に留まっている。イギリス軍最期の戦艦であるヴァンガード (戦艦)も30ノットの速力を発揮したが搭載できたのは38センチ砲であり、ライオン級戦艦は40センチ砲を搭載し28.5ノットであったが薄い水平装甲で済ます計画であった。。
速力一辺倒の考え方に対する疑問は1920年代の米海軍にもあり、元海将の高須廣一は「基地から遠く離れた西太平洋で戦う場合に重要なのは母港に帰り着く能力であり、速力を数ノット高く建造したとしても、そのような優位は決戦の最初の数分間で失われるかも知れない」と低速重防御思想を維持してきたが、仏伊で建造されつつある新世代の戦艦が30ノット程度を狙っていることを察知し、1935年の将官会議で自国の新戦艦に「高速戦艦」案として出力強化に重量を割くことを妥協し、27ノットの速力を要求した。
その後建造されたアイオワ級戦艦はパナマ運河通行のために幅をしぼった艦型となっており、33ノットの速力発揮が可能な反面、横方向の揺動に対する安定性が低かった。現実に英国戦艦ヴァンガードと同行した際に、航洋性と安定性の低さが指摘されるなど、同級の運用上の問題点として挙げられている。こうした点において、武蔵は護衛する駆逐艦のスクリューが露出するような大型台風の中を航行しても、安定した航行を行ったと言われている。大和が1941年10月20日の公試で27.4ノットを記録したのも、駆逐艦が退避するほどの悪天候下だった。ミッドウェー海戦では、長門型戦艦「陸奥」でさえ揺れるような嵐の中を、大和は安定して航行していた。このように、大和型戦艦は米英仏独伊の新型戦艦よりも航洋性に優れた船体設計をしており、排水量においても大型のため、安定性に優れていた。従って海独仏伊の30ノット級同世代戦艦に対しても実質的な劣速はわずかと言える。
。日本海軍では、速力の優越で恒常的に戦闘を優位に進められる指針として、敵より50%以上の優越が必要だと判断していた。20 - 22ノットの米戦艦に対する、朝潮型・陽炎型・夕雲型駆逐艦の35ノットや、米新型戦艦が27ノット級であることが判明した後で、40ノットの速力を要求された島風型駆逐艦がその一例である。なお金剛型高速戦艦（や大和型戦艦の初期計画時、長門型戦艦の高速化計画）は、米旧式戦艦の20ノットに対する50%増の30ノットを近代化改装によって実現しており、戦艦であっても「できればその程度の速力差を得たい」と認識されていたことが伺える。
現実には、少数の戦艦同士の戦闘においても、彼我の対戦姿勢によっては、丁字戦法の効果同様に発砲できない砲塔が発生することもあるため、射界と速力の有利は「できれば得たい」ものであった。しかし、戦例から見れば数ノット程度の優速は戦闘結果に影響しないと考えられる。
実際に栗田艦隊ではレイテ沖海戦前に、今後の作戦で予想される夜戦に対し「大和型戦艦の速力27ノットは夜戦でも問題ないので、武蔵を旗艦にするよう変更してほしい」という要求を行っている。このレイテ沖海戦では、本来なら30ノットを発揮できる金剛型戦艦「榛名」がマリアナ沖海戦による損傷が尾をひいて26ノットしか出せず、参加した日本海軍戦艦中で大和・武蔵より高速を出せた戦艦は 金剛一隻だった。
なお、低速のため空母機動部隊と随伴できないという批判だが、大和竣工時に日本機動部隊の主力であった赤城は31.2ノット（航空本部資料では30.2ノット）、同航する加賀は28.3ノットであり、正式空母に随伴する軽空母、改装空母や補給艦などはさらに劣速であった。機動部隊といえども、最大船速を出すのは艦載機の発艦時や爆撃や雷撃の回避時に限られており、大半の行動時には最低速艦に速度を合わせる必要があることから、大和型による護衛は物理的には可能であった。
そうしなかったのは虎の子の空母を中心とする機動艦隊を露払いとし、戦艦部隊を温存しておいて艦隊決戦で最終的に勝利するという、日本海軍の古い用兵思想が根底にあったからである。一方、米国においては、大和型と同等速力だったノースカロライナ級戦艦、もしくは大和型より低速だったサウスダコタ級戦艦が、米機動部隊に随伴して護衛任務を果たしている。
その後、マリアナ沖海戦の頃になって、初めて大和、武蔵が前衛部隊に配置され、空母3隻を護衛するようになったが、そのころには機動部隊は大半の正式空母、航空機と優秀な搭乗員を喪失しており、航空機や対空兵器の物量と技術力の差も明らかとなって効果を上げることができなくなっていた。。
一般的には27ノットが定説であるが、箇条書きすると、次のような記録が伝えられている。こうした記録から、短時間であれば過負荷全力時に28ノット台を発揮できたことは、間違いない。大和型戦艦は基準排水量64,000トンの巨艦にも関わらず、機関出力は150,000馬力と他国35,000トン型戦艦と大差ないため、28ノット台の速力が出せたことを疑う向きもあるが、2乗3乗の法則によれば長さや幅が倍になったとすれば重量は8倍なるが抵抗は4倍に留まる。よって、35,000トン級戦艦の約2倍の排水量を持つ大和型は1.5倍の馬力で同程度の速度を発揮できるということになる。実際には造波抵抗が速度によって増加するため、艦長が長いほど高速になると有利となる。
また、大和型戦艦はバルバス・バウの採用や船体形状の研究などで15,820馬力節約したという記録が残っている。大和の過負荷全力である167,310馬力+15,820馬力＝183,130馬力であり、当初計画が多少縦横比の長い状態で20万馬力、30 - 31ノットであるから、28 - 29ノット台が出ても不自然な数値というわけではない。
また、日本の軍艦は燃料・弾薬・水・食糧などの消耗物資を満載した状態で出撃し、一定距離を航海して戦闘に入る直前を想定した状態（いわゆる公試排水量）で出せる速力を最大速力とするが、物資の搭載量が少なければ、これより大きな速度を出せる。例えば駆逐艦島風は公試試験の際、燃料・水等を2/3ではなく海軍がより実用的と考えて改正した新基準により、半分しか搭載せず出した数値である40.9ノットが最高値となっている。
大和はレイテ沖海戦時には、第五戦速26ノットで2時間39分走っているが、これを上回る最大戦速で1分間、一杯で9分間走っている。つまり、この時点では28 - 29ノットを発揮していた可能性は充分ある。ただし、機関部の通風能力が不足していたため、特に南方での作戦での高速発揮時は、機関部内が耐え難いほどの高温になっていたとされている。
なお、他国でも独ビスマルク級戦艦の一般的な速力は29ノットとされているが、機関過負荷120 - 128パーセントで30.8ノットを出したほか、伊戦艦ヴィットリオ・ヴェネト級は30ノットの計画に対して各艦31.2 - 31.4ノット、仏戦艦リシュリュー級は30ノットの計画に対し32ノット以上、米戦艦アイオワ級は33ノットの計画に対して35ノット以上、英戦艦ヴァンガードも30ノットの計画に対し31.57ノット、キング・ジョージ5世級も27.5ノットの計画に対し29ノットを発揮した記録が残っているなど、大抵の戦艦は短時間であれば過負荷全力時に計画速度を上回る速度を発揮できる。逆に、晩年のアイオワ級戦艦は改修に伴う重量増加により30ノットを出すのがやっとだったという記録も残っている。ちなみにアイオワ級の最大速度発揮は1968年3月、戦艦ニュージャージー(BB-62)の35.2ノットである。
そして、船一般に言えることだが数万トンの排水量の船になると、水温が0.5度違っても同じ体積の水の重量（つまり抵抗）が大きく変わり推進器の性能などにも影響し船のスピードは違ってくる。従って軍艦の最高速度は目安でしかないことに注意する必要がある。
日本海軍は大和型戦艦を戦艦部隊の中核として位置付け、艦隊決戦のために温存する方針であり、開戦当初は機動部隊護衛に用いることは考慮していなかった。戦艦の使用は主砲火力の発揮できる決戦局面で行うべき、というのは当時の日本には「現実的」な判断だったとされるが、平間洋一はミッドウェー海戦ではこれらの判断が裏目に出たことを批判的に指摘している。大和型戦艦の無線送信能力は、軍令部より500浬を要求されており、鐘楼やマストも空母より高い位置に展張出来、通信能力に優れていた。またミッドウェー海戦時には連合艦隊旗艦であったために、優秀な通信班を乗せていた。平間によれば、作戦前の研究会にて、この点に着目し、赤城と共に行動させるべきという意見が出ていたと言う。
実際海戦中、大和が傍受し、南雲機動部隊が傍受できなかった敵機動部隊の呼び出し符丁があった。もし大和が機動部隊の護衛部隊として行動を共にしていれば、傍受した通信を視覚信号で通報し、敵機動部隊の存在をより早く察知出来たのではないかと指摘している。
上記のように戦艦の性能上重要となる搭載砲のプラットフォームとしての安定性においては、大和型戦艦は最高レベルと思われるが、反面、燃料消費量が多かったことも問題であった。単に機動部隊の護衛として用いた場合は、大和型を含む日本艦艇の対空火力はそれほど強力でなく、また日本海軍は慢性的に燃料不足で行動が制限されていた。ガダルカナル戦では、大和型戦艦や長門型戦艦の陸奥がタンカーの代わりをしていた事実がある。レイテ沖海戦では大和など戦艦から駆逐艦戦隊への給油が行われていた。
山口多聞提督が奨励していた輪形陣は戦艦を含んでおり、攻撃機パイロット淵田美津雄も空母よりも戦艦が通信能力に優れる点、そして、敵勢からの攻撃を分散させ、その重厚な防御力によって攻撃を吸収することで空母の盾になりうると考えていたが、日本海軍の主たる用兵思想では無かった。
「建造時に航空攻撃を考慮していなかったので撃沈された」という説が見られる。しかし、同時期に建造された空母・空母艦載機や陸上攻撃機の想定戦術から見ても、当時は機動艦隊による航空勢力が戦闘の中心となることは予想されていなかった。
計画当時、戦艦の使用は制空権下で行うことを前提としており、全体の性能バランスを崩すような過剰な水中防御を要求しなかった。日本海軍の防空に関する取り組みは、電子装備や戦闘システム全体のソフト的研究開発でアメリカ海軍より遅れていたが、アメリカ以外の国に劣るものではなかった。また戦争中の航空機の進歩が著しく、それに対応する対空兵装も大きな変貌を遂げており、それはアメリカ海軍のアイオワ級についても同じことである。
なお、松本喜太郎は実際の沈没状況については「われわれが予想していた以上に沈みにくかったことはたしかである」と述べている。福井静夫は、「結果からいえば魚雷と爆弾に対する防御力を強化すべきだったが、開発時の用兵思想下では極めて慎重かつ堅実に設計されており、当時の工業技術の最高標準を示した」と述べた。三菱重工と旧海軍関係者がまとめた「戦艦武蔵建造記録」では『よくぞここまで耐えたが、あえて指摘すれば間接防御の強化が必要』とし、沈没原因を復原力を失ったことによる横転としている。牧野茂は、絶対的不沈艦などありえないと前置きした上で、「味方に航空兵力が存在する戦闘で相対的不沈艦とすることは望ましく、大和型戦艦はおおむねその成果を達成した」と評した。つまり航空戦力が戦闘の中心になることは設計時に想定されていなかったが、航空防御の強化はなされており、多くの魚雷や爆弾に対する防御力も持っていた。仮にアメリカ海軍のアイオワ級戦艦が大和や武蔵と同等の航空勢力の攻撃を受ければやはり沈没は免れなかったと考えられる。
大和型は軍艦である以上、故障・不調は許されず、艦政本部長からも「武人の蛮用に適するものたらしむるべし」と訓示されている。溶接適用範囲の縮小、主機械のディーゼルから蒸気タービンへの変更など、石橋を叩いた設計であった。艦橋形状や舵配置、機関等の重要構造部はテストベットを経て採用されており、昭和10年代に確実性を確保されていた建艦技術が投入されたと言える。建造に当たっての実艦試験として有名なところでは練習戦艦比叡の戦艦復帰改装時の艦橋形状の採用、潜水母艦大鯨で故障続きだったディーゼルエンジンの不採用などがある。
大和型では、建造期間短縮のため、鋲（リベット）によるブロック工法が行われた。武蔵（三菱長崎造船所）ではブロック工法に対して消極的で2倍の工程数がかかっている。残された呉海軍工廠資料によると、強度が必要とされる箇所は鋲（リベット）接合が用いられ、電気溶接は主要構造部にはほとんど用いられていなかった。これは大和級建造当時の日本の溶接技術レベルがまだ低く、信頼性のある溶接棒が製造できなかったことが主な原因だった。大和型以前の「大鯨」や「最上」で溶接を多用した結果、船体変形などの問題が起こっていた。溶接によるブロック工法は、戦時量産の戦時標準船や海防艦などにおいて実用化された技術であった。ただし、大和型でも上部構造物などで可能な限り溶接を使用することにより船体重量を抑えようとしていたことも設計図面の溶接を示す長体「S」マークから証明されている。
リベット接合は建造期間を延長し重量を増加させた。大和級のリベットは直径約4cmあり、鋲打機も特注で大人2人で抱えあげて打ち込んだという。装甲が堅く厚いため一度打ち込んだ鋲が歪んだ場合、その鋲を抜くだけで丸一晩かかることも珍しくなかったという。
溶接範囲は時期が後になるほど技術が進歩するにつれて拡大し、大和の溶接延長が460kmだったのに対し、3年後の信濃では2,600kmとなった。信濃は空母に改装されたため単純に比較は出来ないが、甲鉄量や排水量がほとんど同じレベルであるため工数、鋲接本数も似た値となっている。
大和級建艦に携わった技術陣の多くは戦後、活躍の場を民間に移し、戦後高度経済成長期の巨大タンカー建造などに携わった。西島亮二が中心となって生み出された西島式ともいわれる呉工廠における大和建造時の膨大な工数管理は、今日の大型船舶建造の基礎ともなり、海防艦のブロック建造方式とあわせて造船王国日本の復活を下支えした。その後、前間孝則が西島の日記を遺族より見せてもらうことで、工数管理面の実像が世間一般にも知られるようになった。
ただし、造船技術の賛美傾向に付いては、警鐘を鳴らす当事者も居た。堀元美は1967年の雑誌記事で、当時の日本造船界が隆盛の影でエンジンが外国からのライセンス購入品が大勢を占めていることなどを根拠として、「大和において日本の造船技術が完成した、というような、固定的な考えかたには、同意できない。技術は生きものであって、けっして止どまってはいない。」「大和をつくった先輩たちの偉大さを確認するためには、日本の造船技術発達の流れを知り、その流れの中の、いかなる時点で大和がつくられたか、を論じる必要がある。満載排水量が七万トンとか、甲鉄の厚さが四一〇ミリといっても、それだけでは、時代が変われば骨董品的な価値しかない」と釘を刺している。
一番艦大和の竣工が開戦8日後であることから「海軍は大和の完成を待って開戦を決意した」とも言われるが、これは適切な理解ではない（翔鶴型航空母艦の竣工時期は開戦判断に影響を与えている）。当時の12月8日（日本時間）は月齢19日で真珠湾攻撃に最適であったこと、その日は日曜日で艦隊が停泊している可能性が最も高かったから選ばれたのであり、むしろ大和の竣工が開戦に合わせて繰り上げられたのが真相である。武蔵においても、竣工が大幅に繰り上げられ、過酷な労働で、体調を崩したり、事故で死亡した工員も多いとされる。ただし、大和型戦艦、翔鶴型航空母艦を含む第三次海軍軍備充実計画の艦艇は1941年度末までにほぼ完工に近い工程あるいは就役の状態であり、年単位での軍拡状況という観点から見れば、短期決戦を捨て切っていなかった海軍にとってはひとつの節目の時期には当たっていたと言える。