Бронирование артиллерии было заметно усилено по сравнению с «Кинг Джордж V» — в соответствии с требованиями противостоять 406-мм снарядам. Прежней (150 мм) осталась только крыша, тогда как лицевая плита стала иметь толщину 374 мм вместо 324 мм, боковые — 254 мм вместо 224 мм, и задняя -224 мм вместо 174 мм (в последнем случае увеличение толщины диктовалось исключительно соображениями балансировки; задняя плита по-прежнему выполнялась из незакаленной стали). На «лайонах» сохранилась характерная, введенная впервые на «Кинг Джордж V» прямоугольная форма башен, очень технологичная, но не идеальная с точки зрения максимальной сопротивляемости.

Несколько усилены были и барбеты, которые по-прежнему сохранили «лоскутную» систему бронирования, доведенную на «Лайоне», пожалуй, до предела. Все 3 барбета отличались друг от друга по распределению брони, причем в пределах одного цилиндра имелось 8 (!) секторов разной толщины. Общая концепция максимальной экономии веса сохранилась: секторы, прилегающие к диаметральной плоскости, где барбеты экранировались другими барбетами, надстройками или корпусом, были наименее толстыми (305 мм в пределах 15–20° на каждый борт), постепенно увеличиваясь в толщине на следующих 25–30°. до 325–338 мм и достигая но боковых поверхностях своей предельной толщины (338 мм в случае возвышенной башни и 374 мм — на концевых). Защита возвышенного барбета, наиболее подверженного действию снарядов противника, была более однородной (338 мм в секторе от 65° до 135°. на каждый борт}, хотя из соображений «верхнего веса» ее максимальную толщину пришлось ограничить. Ниже главной броневой палубы броня цилиндров уменьшалась до кольцевых противоосколочных переборок.

Несколько усилилась и защита вспомогательной артиллерии (38 мм вертикальные стенки и 25 мм крыша), хотя по-прежнему она оставалась практически незащищенной от прямых попаданий любых орудий, начиная с пушек эсминцев.

В общем броневая защита «лайонов» действительно была усилена по сравнению с «Кинг Джордж V», хотя и чисто экстенсивным путем, за счет утолщения брони. Однако главные недостатки предшествующего типа, связанные с противоторпедной защитой, оказались почти полностью воспроизведенными в новом проекте. Сохранилась как сама концепция трехслойной защиты (приемлемая в принципе), так и ее воплощение (явно неудовлетворительное). Англичане оправдывают малую ширину ПТЗ и слабую главную противоторпедную переборку ограничениями, связанными с геометрическими размерами (шириной корабля и объемами турбин и котлов) и весовыми соображениями, но это в принципе не меняет дело. Улучшения по сравнению с «Кинг Джордж V» выглядят чисто косметическими. Ширина ПТЗ в пределах цитадели менялась от 3,35 в районе носовой башни (всего на 30 см больше, чем у «Кинг Джордж V») до примерно 4 м в середине корпуса. Максимальной ширины подводная защита достигала по бокам от возвышенной башни «В» (4,35 м, также на 0,3 м больше чем у «Кинг Джорджей»). В последних проектных проработках конструкторы по возможности устранили такие дефекты, как слабая переборка, ограничивающая ПТЗ сверху, но даже в наиболее «продвинутом» варианте способность противостоять торпедам с зарядом ТНТ в 454 кг более чем сомнительна. Критическим оставалось требование ограничения ширины корпуса, вызванная необходимостью прохода Панамским каналом и размерами доков. Сами кораблестроители прекрасно сознавали порочность и половинчатость мер. Глава отдела кораблестроения, С.Гудолл, приводит по этому вопросу цитату из доклада, подготовленного сразу после окончания 1-й мировой войны:

Как можно видеть, требование инженеров осталось без должного внимания и 20 лет спустя, вследствие чего британские корабли так никогда и не достигли той степени защиты от подводных взрывов, которой могли похвалиться их немецкие оппоненты.

Главным новшеством в вооружении «лайонов» стал переход к 16-дюймовому калибру. Этот калибр оказался несчастливым для Британии: его планировалось установить еще ни «супер-худах» — линейных крейсерах «1921 года», причем предусматривались орудия с весьма высокими баллистическими характеристиками. Реально 16-дюймовки появились на «усеченных» линкорах типа «Нельсон», но уже с легким снарядом (929 кг) и малой начальной скоростью, которая в ходе испытаний орудия и его дальнейшей эксплуатации уменьшилась сначала до 770 м/сек, а затем еще больше. Проволочное орудие явно не годилось для вооружения новых линкоров, поэтому одновременно с проектированием «Лайона» начались работы по созданию новой 16-дюймовой пушки. Разрабатывались две модели, Мк II и МК III, практически идентичные, за исключением некоторых деталей механизма затвора. Вновь англичане предпочли очень умеренные баллистические характеристики, хотя современная технология радиального литья позволяла получать более легкие, прочные и не «провисающие» стволы. Начальная скорость (747 м/сек) соответствовала значению, принятому для весьма удачного 381-мм орудия, лежавшему также близко от величины, избранной для своих новых 16-дюймовок американцами. Артиллерийские специалисты Адмиралтейства считали, что только в этом случае возможно достичь высокой точности и малого износа ствола. Если второе верно почти безусловно, то вопрос о меткости в связи с баллистикой более сложен. В значительной степени рассеяние снарядов в залпе зависит от качества изготовления ствола и снарядов, точности соблюдения веса и качества метательного заряда и прочих факторов. Конечно, при высокой начальной скорости выгорание ствола с изменением баллистических характеристик (и, значит, точности) может происходить в случае длительной стрельбы даже в течение одного боя. С другой стороны, весьма важно поразить жизненные части противника в начале боевого столкновения, так что вопрос о баллистике не имеет единственного наилучшего решения. Все же англичане пошли по пути «самоограничения» дальше других, приняв не только малую начальную скорость, но и снаряд относительно небольшого веса (1080 кг — на 13 % меньше, чем в США). Это решение являлось отчасти вынужденным, поскольку, желая как можно больше использовать готовый проект 14-дюймовых башен типа «Кинг Джордж V», конструкторы ограничили длину снаряда (185,4 см), что в свою очередь требовало ограничения веса при сохранении сильно заостренной формы, принятой с 20-х годов. Эта форма обеспечивала большую дальность даже при умеренной начальной скорости (почти 22 мили — больше, чем реально могло быть нужно).

Увеличение веса снаряда позволило заметно улучшить пробиваемость как вертикальной (на 23–33 %) так и горизонтальной (на 10–12 %) брони по сравнению с пушкой «Нельсона». Все же значения пробиваемости уступали зарубежным 16-дюймовкам (даже старым американским и японским), поэтому в ходе перепроектирования «лайонов» в 1942 году Адмиралтейство пошло на переделку чертежей башен, так чтобы стало возможным иметь в боезапасе снаряды длиной почти 2 м (198,1 см) весом по 1153 кг. Под эти снаряды предполагалось разработать и новое орудие, также с длиной ствола 45 калибров (Mk IV) с начальной скоростью свыше 750 м/сек. Однако разработка не пошла дальше стадии составления чертежей, и орудие МК IV так и не было воплощено в металле, в отличие от пушек Mk II и Mk III, которые заказали в количестве 28 штук, из которых 5 (три Mk II и две Mk III} успели даже поставить флоту до реального прекращения работ по «лайонам». Если бы англичанам удалось реализовать разработку 50-калиберного орудия, то они качественно практически «догнали» бы своих заокеанских союзников по баллистике главного калибра.