Во время проектирования линкоров типа «Фусо» большое внимание уделялось расположению башен артиллерии главного калибра. Сохранилось большое количество предварительных проработок, в которых изменялся калибр и число стволов в башенных установках. Но остановились на классическом вооружении того времени — двухорудийных башнях. Калибр тоже был выбран по тем временам средний. Линкоры получили 12 356-мм орудий в шести двухорудийных башнях, с гидравлическими приводами наведения. Орудия были аналогичны установленным на линейных крейсерах, правда, в их конструкцию были внесены изменения, так как их создавали на японских заводах. 356-мм орудия новых линкоров имели обозначение «41 Шики 36 см», и они обладали следующими характеристиками: длина ствола в калибрах 45, максимальный угол возвышения + 30°, скорострельность 1,2 выстрела в минуту, дальность стрельбы 33000 м.

Линейный корабль «Фусо» в первые годы службы

На линкорах установили систему управления огнем главного калибра «Тип 13». Дистанцию до цели должны были измерять 4 дальномера «Тип В» с базой 4,5 м, — один располагался на мостике, а три в башнях. Имелся визирный пост «Тип 13». Полученные от них данные обрабатывались центральным прибором управления огнем, британской системы.

В 1920-х годах были улучшены отдельные характеристики орудий главного калибра. Угол возвышения орудий был увеличен до +43°, дальность стрельбы увеличилась и составила 39800 метров. В 1927-1928 годах в Японском Императорском флоте была принята новая номенклатура приборов управления огнем для линейных сил. На кораблях типа «Фусо» были установлены новые центральные автоматы стрельбы и дальномеры «Тип 5», с базой 4,5 м. Один из них был установлен на крыше боевой рубки, остальные в башнях главного калибра 2,3,4,5. После большой модернизации линкоры получили новую систему управления огнем главного и противоминного калибров. Основой её был центральный автомат «Тип 13», данные для стрельбы вырабатывались в двух командно-дальномерных постах «Тип 14», один из которых находился на носовой надстройке, а второй — резервный на кормовой. Имелись также два дальномера «Тип 13» с базой 8 метров, на топе носовой надстройки. Последние изменения в систему управления огнем были внесены в 1940 году. С кораблей демонтировали КДП «Тип 14», вместо них были установлены два стабилизированных поста наведения «Тип 92» и установлен новый ЦАС «Тип 92».

Противоминный калибр состоял из 16 152-мм орудий, аналогичных установленным на линейных крейсерах типа «Конго». Эти орудия были построены в Японии по лицензии, полученной от фирмы «Виккерс». В императорском флоте они имели обозначение «41 Шики». На линкорах они были размещены в казематах. Основные их характеристики были следующими: вес установки 45,3 т, вес орудия с замком 9,5 т, скорострельность 5 выстрелов в минуту, максимальный угол возвышения + 25° (по другим данным, + 15°), угол горизонтального наведения 130 °, дальность стрельбы 17800 м, вес снаряда 45,38 кг, начальная скорость снаряда 830-855 м/сек.