Мощную защиту имели башни и барбеты ГК. Пол боевого отделения набирался из двухслойной брони 150+55 мм, что в сочетании с броней крыши (170-195 мм) и стен (лоб 430, бока 300 мм, тыл 270 мм у 1-й и 260 мм у 2-й) давало отличную защиту погребов от бомб и снарядов. Толщина брони боевого отделения выбиралась на основании многочисленных расчетов и экспериментов, проводимых для определения наилучшей возможной защиты в пределах заданного водоизмещения. Прикрывавшие подачу боезапаса барбеты (внутренний диаметр 13,3 м) имели закаленные 405-мм плиты на 20-мм подкладке по всей окружности, но под главной бронепалубой их толщина составляла всего 80 мм. По другим данным толщина барбетов в окончательном проекте '‘Ришелье" составляла только 355+17+17 мм.

Бронирование башен СК на всех линкорах являлось слабым местом и корабли типа "Ришелье" не стали исключением. Здесь невозможно было совместить два требования: защиту от тяжелых снарядов и бомб и высокую подвижность этих башен для ведения огня по быстро перемещающимся надводным и воздушным целям. От огня же орудий среднего калибра защита была вполне достаточной: 130-мм лобовые плиты (по другим данным 115 мм), 70-мм стены и крыша, 60-мм тыл, 100-мм барбеты.

Зато боевую рубку французы предпочитали защищать хорошо. Её стены имели толщину 340 мм плюс два слоя подкладки по 17 мм и только на кормовом сегменте – 280+17+17 мм; крыша – 170+12+12, пол – 100 мм. Между рубкой и цитаделью проходила броневая 160-мм труба, которая защищала все идущие в центральный пост коммуникации.

Противоосколочная защита. Воздухозаборники и дымоход выше главной бронепалубы прикрывались 20-мм броневыми плитами, а все соответствующие отверстия в этой палубе – специальными броневыми колосниками. Внешние стены носовой надстройки и ограждения дальномеров выполнялись из 10 мм STS – больше для защиты от дульных газов, чем от осколков. Хотя и этого хватало против осколков малокалиберных снарядов и 50-кг бомб при их разрыве не ближе 50 м (для 500-кг бомб не ближе 75 м). Защиту коммуникаций внутри надстройки обеспечивал колодец с 30-мм стенками. Важные отсеки выше броневых палуб получили 6,7-мм стены, а доступ в них осуществлялся через двери и люки с высокими комингсами. Носовой траверз рулевого отделения (шп.19) имел толщину 50 мм.

Горизонтальная защита. На протяжении цитадели проходили две броневые палубы из STS: главная, примыкавшая к верхней кромке пояса и имевшая толщину 170 мм над погребами ГК и 150 мм над механизмами и погребами СК; 40-мм нижняя, которая имела 50-мм скосы под углом 49,5°, опускавшиеся к нижней кромке пояса. Нижняя палуба считалась противоосколочной, а её скосы усиливали бортовую защиту от снарядов. Подобное расположение палуб давало хорошую опору главному поясу, а также они являлись несущими элементами набора корпуса. В корму от цитадели на уровне нижней проходила 100- мм палуба со скосами у бортов под углом 45°, толщина которой над отсеком рулевых машин увеличивалась до 150 мм. Скосы компенсировали отсутствие в этом месте бортовой брони. В нос от цитадели ниже ВЛ проходила 40-мм противоосколочная палуба. Нижняя же бронепалуба цитадели по проекту должна была находиться на 0,98 м выше ВЛ.

Оценка. 170-мм бронированная палуба над погребами "Ришелье" – следующая по толщине за единственной бронепалубой японского "Ямато". Если учесть еще нижнюю палубу и выразить горизонтальную защиту этих кораблей в эквивалентной толщине американской палубной брони "класса Б", то получается 193 мм против 180 мм в пользу французского линкора. Таким образом "Ришелье" имел лучшее палубное бронирование среди всех кораблей мира. За исключением, опять-таки, погребов СК. Также считается, что бортовая защита на "Ришелье" столь же хороша, как и на "Бисмарке" в районе погребов. У пробившего наклонный пояс из 330-мм закаленной брони снаряда оставалось мало шансов пробить еще и нижнюю палубу или её скос, чтобы взорваться в жизненно важных частях корабля. Все это ставит "Ришелье" на первое место по защите корпуса среди всех достроенных линкоров второй мировой войны. И только по защите нижней части корпуса от нырнувших снарядов он уступает "Ямато" и последним американским кораблям.

Пояс на "Клемансо" должен был стать тоньше на 10 мм, а 100-мм спарки – получить 30-мм защиту. Бронирование "Гаскони" было практически аналогичным (пояс 320 мм, но цитадель на 3,65 м длиннее), за исключением лучшей защиты погребов СК. При линейно-возвышенном расположении башен ГК и СК удалось поместить погреба последних под 170-мм бронепалубой. Хотя по данным Р.Дюма главная палуба становилась тоньше: 140-150 мм. Другим отличием было утолщение брони на 152-мм башнях и барбетах.

Противоторпедная защита. Вопросы защиты от подводных взрывов тщательно исследовались ещё во время проектирования и постройки "Дюнкерка", когда в Гавре провели испытания модели ПТЗ в масштабе 1:10. Подтвердилась эффективность наклонного броневого пояса и заполнения пространства между ним и внешней обшивкой водоотталкивающим материалом, особенно в районе погребов ГК, где глубина ПТЗ из-за острых обводов корпуса сужалась. Подобные исследования продолжались и в процессе проектирования новых линкоров. В марте 1934 года в Лориане на моделях в масштабе 1:2,5 провели серию экспериментов с контактными и неконтактными подводными взрывами зарядов, эквивалентных 300 кг ТНТ (тринитротолуола). Эти эксперименты показали, что ширина ПТЗ должна быть не менее 4,97 м. Однако взрывы, причинившие меньшие повреждения, чем при экспериментах с моделью в масштабе 1:10, привели французских конструкторов к выводу, что повреждения на модели 1:10 соответствовали бы полномасштабному взрыву заряда в 1200 кг ТНТ. Эти опыты выявили трудности в соотнесении повреждений моделей с реальностью, поэтому большинство флотов стали использовать для испытаний своих систем ПТЗ полномасштабные кессоны. На стадии эскизного проектирования было решено, что линкоры типа "Ришелье" получат систему ПТЗ аналогичную примененной на "Дюнкерке", но с улучшением в оконечностях цитадели. По расчетам она должна была выдерживать контактный взрыв 300 кг ТНТ на глубине 3,5 м под проектной ВЛ при осадке 9,17 м.

Сечение по мидель-шпангоуту Между обшивкой корпуса и ПТП находилось 4 отсека: заполненный водоотталкивающим материалом (максимальная ширина 1,98 м), пустой, заполненный нефтью и пустой, причем последний предназначался для контр затопления. Самым большим по ширине (до 3,42 м) отсеком являлась нефтецистерна, в которой происходило рассеивание большей части энергии взрыва. За ПТП имелось пустое пространство, отделенное от погребов и механизмов переборкой толщиной 6-10 мм, которое служило тоннелем для кабелей и трубопроводов, но могло считаться и частью системы ПТЗ, поскольку задерживало газы от взрыва, осколки и течи, прошедшие через ПТП. Главная переборка была сплошной и вдоль всей цитадели не имела никаких разрывов. Крепления для труб и кабелей располагались по верху ПТП или на самой внутренней переборке, что давало первой возможность пластично изгибаться и растягиваться относительно своей центральной части, будучи жестко зажатой вверху (бронепалуба) и внизу (двойное дно).