弩級戦艦
より強力な戦艦を作るための1つのアプローチとして、副砲を減らし、代わりにより大口径の砲、たとえば9.2インチ (234 mm) あるいは10インチ (254 mm) の砲を装備するという手段がある。そうした戦艦は一般に「巨砲混載艦」、のちには「準弩級戦艦」と言われ、イギリスのキング・エドワード7世級やロード・ネルソン級、フランスのダントン級、日本の薩摩型などがそれに当たる。これらの戦艦の設計にあたっては、その過程でしばしば「単一口径巨砲」という選択肢についても議論されていた。
「アメリカ海軍協会報 (Proceedings of the US Naval Institute)」1902年6月号には、アメリカ海軍の主導的な砲術の専門家であるP・R・アルジャー教授の、12インチ (305 mm) 砲8門を連装砲塔4基に納めるという提案が掲載されている。建艦補修局 (Bureau of Construction and Repair) は1902年5月、12門の10インチ (254 mm) 砲を連装砲塔に納め、前後に2基、両舷に4基配置する戦艦の提案を行った。H・C・パウンドストーン少佐はより大きな戦艦に関する建白書を1902年12月にセオドア・ルーズベルト大統領に提出したが、その文書の付属別紙において、多数の11インチ (279 mm) 砲と9インチ (229 mm) 砲は、より少ない数の12インチ砲と9インチ砲より好ましいと述べている。
このため、アメリカ海軍の最初の弩級戦艦は、わずか数年後に就役した次級のデラウェア級であると言われることがある。実際、サウスカロライナ級はその低速ゆえに新型の弩級戦艦と組んで作戦を行うことができず、旧式の前弩級戦艦とともに行動せざるを得なかった。
デラウェア級戦艦2隻は、イギリスの弩級戦艦に匹敵する速力を持った最初のアメリカ戦艦である。主砲12門・排水量24,000トンの組み合わせと10門・20,500トンの組み合わせのうち後者を選んだ結果、副砲が濡れる(水飛沫に悩まされる)、艦首が沈みすぎるといった批判が加えられることになった。しかし一方の12門の設計にもやはり多くの欠点があった。追加の2門の砲と下層の砲郭は目に見えない欠陥を抱えていた。すなわち、2基の両翼の砲塔は上甲板を弱め、水面下の攻撃に対する十分な防御を不可能とし、また弾薬をあまりにも艦の舷側近くに置くことになっていたからである。
アメリカ海軍は1920年までほぼ毎年2隻のペースで戦艦を起工し、戦艦艦隊を拡大し続けた。アメリカは1912年起工のネバダ級戦艦まで、タービンでなく往復機関を使い続けた。これは一つには戦艦建造に関する用心深さの反映であり、もう一つは、高速力よりも航続距離を選択した結果であった。
艦上に多くの砲を搭載するよりも、個々の砲の威力を増すことの方が容易だった。それを実現するには、砲の口径を増して結果として弾丸の重量を増すやり方と、砲身長を伸ばして砲口初速を上げるやり方とがあった。これらのいずれの方法でも、射程を延ばし、また貫徹力を上げる事ができた。
どちらの方法にも長所と短所があったが、一般的に言って砲口初速が増せば砲身の磨滅も早くなった。発射するたびに砲身は擦り減り、正確さが失われて、結局交換が必要となる。当時このことは問題とみなされ、アメリカ海軍は1910年、砲身の磨滅のため、重砲の実射をやめる事を真剣に検討したほどである。砲が大型化することの不利な点は2つあった。一つは砲と砲塔の重量が増すことであり、二つ目は、重くて遅い砲弾は同じ射程でも高い角度で発射しなければならないということで、これは砲塔の設計にも影響した。しかし、口径を広げること大きな利点は、重い砲弾は空気抵抗による初速の低下影響が少なく、そのため長距離を飛んでも貫徹力を保っていられるということだった。
砲の口径の決定についての結論は国によって異なった。例えばドイツ海軍は、一般に同等のイギリス艦より小さい口径の砲を用いた。
戦艦(加賀型)は16インチ砲10門を装備し、巡洋戦艦(天城型)もまた16インチ砲10門を持ち30ノット、イギリスのアドミラル級、アメリカのレキシントン級を上回る防御力を持つ設計とされていた。
1919年、事態はさらに悪くなっていった。ウッドロウ・ウィルソン大統領がアメリカ海軍のさらなる拡大を提案し、1916年の建艦計画(サウスダコタ級戦艦は結局起工されなかった)の完遂に加えてさらに10隻の戦艦と6隻の巡洋戦艦の新造予算を要求したのである。それに応えて日本の国会はついに戦艦4隻の新造を含む「八八艦隊」の完成に同意した。その紀伊型戦艦の排水量は43,000トンであり、さらにその次の設計(十三号型巡洋戦艦)は18インチ (46 cm) 砲を装備する予定だった。それでも日本海軍にはまだ不満を抱く者が多く、彼らは近代的な戦艦・巡洋戦艦24隻で構成される「八八八艦隊」を求めていた。
第一次世界大戦によって疲弊したイギリスは、アメリカと日本の後塵を拝する危機に直面した。アドミラル級以降、建造は途絶えており、しかもそのアドミラル級でも完成したのはフッドのみだった。1919年6月、海軍本部は戦艦33隻と巡洋戦艦8隻からなる戦後の艦隊整備計画を策定したが、その建造と維持に毎年およそ1億7100万ポンドが見込まれるのに対して、支出しうるのは8400万ポンドに過ぎなかった。海軍本部はやむなく必要最低限のものとして、8隻の戦艦の建造を要求した。それは、16インチ (406 mm) 砲と高速を備えたG3型巡洋戦艦と、18インチ (457 mm) 砲を備えたN3型戦艦だった。
ドイツは、この3国の建艦競争に参加できなかった。
これらの利点については、早くも1901年にフィッシャーが石油燃料の長所として推奨していたが、石油燃料には石炭との重さの相違による重量配分という技術的問題があり、また粘りけがある重油をポンプで汲み上げることも解決すべき課題であった。しかし、列国海軍にとって戦艦艦隊に石油燃料を使用する場合の最大の問題は、アメリカを唯一の例外として、それを輸入しなければならないということだった。そのため、多くの海軍は石油を吹き付けた石炭を燃焼させる「混焼缶」を採用した。イギリスも弩級戦艦を含む軍艦にそれを採用したが、最高でも石油燃料のみの場合の60 %のパワーしか得られなかった。
最初に石油専焼缶を導入したのは主たる産油国であるアメリカの海軍だった。彼らは1910年にそれを決定し、1911年に、ネバダ級戦艦のために石油燃料によるボイラー発注した。イギリスもさほど遅れをとったわけではなかった。1912年には自国のクィーン・エリザベス級に石油専焼缶を使うことを決定した。工期は短く、クィーン・エリザベスはネバダ級のどの艦よりも早く就役した。イギリスはその後のリヴェンジ級戦艦において、速力の低下をコストの面から忍んで石炭・石油の混合燃焼に戻すことを考えていたが、1914年に復帰したフィッシャーは、すべての缶が石油を燃料とするものでなければならないと主張した。他の主要海軍国は、第一次世界大戦の終了まで、石炭・石油混合燃焼を使用し続けた。
弩級戦艦は、1890年代に始まった国際的な戦艦の建艦競争の結果として登場した。イギリス海軍は前弩級戦艦の数において大きな優位を持っていたが、弩級戦艦の優位はわずかドレッドノート1隻だった。これについて、イギリスは自ら戦艦ドレッドノートを進水させることによって戦略的な利点を捨ててしまったという批判があった。しかし、イギリスの競争相手の多くは計画中の戦艦を製図板に送り返すこととなり、イギリスはそこで若干の息継ぎの余裕を得た。
建艦競争はすぐにまた加速し、参加する政府の財政に大きな圧迫を加えた。初期の弩級戦艦は最後の前弩級戦艦よりそれほど高価ではなかったが、1隻あたりのコストは増大する一方だった。近代戦艦は、その高価さにもかかわらず、海軍力の重要な要素であった。戦艦は、今日の核兵器に似て、各国の国力と地位の象徴だった。ドイツ、フランス、ロシア、イタリア、日本、そしてオーストリアはすべて弩級戦艦建艦計画を開始した。そしてそれに続く勢力であるオスマン帝国、アルゼンチン、ブラジル、およびチリなどは、弩級戦艦の建造をイギリスやアメリカの造船所に依頼した。