Конструкции корпуса изготавливались из мягкой сименс-мартеновской стали (Siemens-Martin-Flusseisen). Набор состоял из 148 шпангоутов со шпацией 0,6 метра под броней и 1,2 метра в остальных местах. Корпус собирался по смешанной продольно-поперечной системе набора. Продольная прочность, помимо вертикального киля, обеспечивалась восемью днищевыми и четырьмя бортовыми стрингерами с каждого борта, а также другими продольными связями и продольными переборками. Стрингеры II и VI были непроницаемы и выполняли роль доковых килей. Кроме того, на стрингер VI опиралась бортовая противоторпедная переборка, которая прикрывалась броней помимо протяженности цитадели еще и в районе отсеков носовых подводных торпедных аппаратов.
Двойное дно простиралось на 84,7% по длине корабля по ватерлинии, то есть примерно на 152 метра - от подзора кормы до шпангоута 141. Высота двойного дна доходила до 1,2 метра.
Внутреннее пространство корабля делилось поперечными водонепроницаемыми переборками на 15 отсеков - на два меньше, чем на «König» (в ряде источников отсеки боевых погребов - на «Bayern» это IV и XIII - делятся пополам, при этом общее число отсеков указывается 17; соответственно для «König» - 18). Практически все переборки были водонепроницаемы вплоть до батарейной палубы, хотя выше главной броневой палубы в них имелись вырезы для проходов.
Все внутренне пространство в пределах цитадели под броневой палубой делилось двумя продольными переборками на отсеки одинаковой ширины, в которых размещались машинно-котельные отделения, погреба, электростанции и другие посты.
Слабым местом линкоров типа «Bayern» считались громадные по объему отсеки бортовых подводных торпедных аппаратов, которые в случае их заполнения водой могли бы создать очень большие крен и дифферент, угрожающие остойчивости и живучести корабля. Приверженность немецких моряков к торпедному оружию могла бы стать роковой для этих кораблей.
Корпус, помимо трюма (Stauung), имел следующие горизонтальные уровни: две платформы - нижняя и верхняя - и четыре палубы - броневая, промежуточная, батарейная и верхняя.
Форштевень, как и на предыдущих типах кораблей, сохранил таранную форму и был усилен шпироном для нанесения таранного удара. Ниже шпирона в подводной части был устроен выступ с крышкой трубы носового торпедного аппарата.
По своим оборонительным качествам (всевозможные виды защиты) линкоры типа «Bayern» стали одними из наиболее хорошо защищенных кораблей периода Первой мировой войны, когда главным боевым средством еще оставались артиллерия и подводное оружие - мины и торпеды. Авиация еще не успела доказать своей эффективности, и, поэтому, конструкторам не приходилось отвлекать значительные веса на горизонтальную защиту против бомб.
Расположение броневой защиты и основные толщины броневых плит линейных кораблей типа «Bayern» мало отличались от прототипа - кораблей типа «König».
Структурно система броневой защиты включала:
- Бронированная цитадель (в том числе главный пояс по ватерлинии, броневые траверзы и главная броневая палуба);
- Легкая вертикальная бортовая и горизонтальная броневая защита в оконечностях;
- Горизонтальное бронирование верхних палуб;
- Защита орудийных башен и барбетов главного калибра;
- Защита казематов противоминной артиллерии;
- Местное бронирование, включая защиту постов управления кораблем и артиллерией;
- Противоторпедная броневая переборка.
Помимо брони и внутреннего деления на отсеки оборонительные (защитные) средства корабля включали конструктивную подводную защиту и топливные бункеры в районе отсеков энергетической установки.
Бронированная цитадель являлась основным компонентом системы защиты и прикрывала главные жизненно-важные отсеки корабля - боевые погреба и энергетическую установку.
Главный броневой пояс линкоров располагался между шпангоутами 30,5 и 117,5 (отсеки III - XIII) на протяжении примерно 117 метров. Броневые плиты пояса навешивались в один ряд, без стыкового паза по ватерлинии. Нижней кромкой они крепились на броневом шельфе на глубине 1,7 метра от ватерлинии и, несколько выше стыкуясь со скосами броневой палубы, подпирались бимсовыми кницами. Верхней кромкой плиты пояса упирались в бимсы промежуточной палубы - на высоте 2 метра от ватерлинии. Таким образом, высота плит главного пояса равнялась 3,7 метра. Вес плит бортового пояса полностью воспринимался крепежными броневыми болтами, распределенными с шагом 610 мм в продольном направлении и 760 мм в вертикальном направлении.
Помимо этого ниже плит главного броневого пояса поверх обшивки был навешен дополнительный, тонкий и очень узкий пояс.
Выше главного пояса на таком же протяжении имелся верхний броневой пояс, плиты которого имели высоту 2,13 метра и опирались на бимсы промежуточной и батарейной палуб.
Стыковые кромки плит главного и верхнего поясов были обработаны так, что плиты главного пояса создавали дополнительный упор для плит верхнего пояса. После обследования Линкора "Baden" в начале 20-х годов англичане особенно отмечали весьма тщательную механическую обработку броневых плит и превосходную пригонку их стыков. Интересно также отметить, что эти броневые плиты имели очень большие размеры - при уже указанной высоте их длина равнялась 7,62 м.
Внутри цитадели, на расстоянии 4 метров от бортов были устроены специальные продольные противоосколочные переборки с броней толщиной 30 мм. Но внизу, на высоте около метра от стыка плоской и скошенной частей броневой палубы, толщина брони увеличивалась до 80 мм за счет продолжавшейся вверх 50-мм противоторпедной переборки.
Оконечности брони главного и верхнего поясов противоположных бортов соединялись поперечными траверзными броневыми переборками.
Броневые плиты, как поясные, так и траверзные изготавливались из закаленной никелевой брони крупповским методом цементации. Плиты навешивались на местах поверх деревянной тиковой подкладки толщиной 50 мм.
Толщина плит главного пояса равнялась 350 мм, но с половины своей высоты, примерно от района ватерлинии корабля, плиты постепенно утончались вниз, и на уровне броневого шельфа, по нижней кромке, имели толщину только 170 мм. Узкий пояс тонкой брони ниже плит главного пояса имел толщину 28 мм. Броня верхнего пояса имела толщину 250 мм.
Толщина брони траверзов не была одинаковой. Рядом с барбетами, в пределах противоторпедных переборок корабля, она равнялась 200 мм на уровне верхнего пояса и 300 мм ниже - до броневой палубы. Ближе к борту, от противоторпедных переборок, толщина траверзов уменьшалась соответственно до 170 и 200 мм.
Главная броневая палуба в пределах цитадели размещалась практически на уровне ватерлинии и имела толщину 30 мм как в горизонтальной части, так и на скосах. Сами скосы начинались в 4 метрах от борта и опускались вниз, к броне главного пояса под небольшим углом - только 21 градус, причем главный броневой пояс несколько заходил за нижнюю кромку броневой палубы. Уже после войны, во время обсуждения конструкции линкора "Baden", английский инженер-кораблестроитель Бассет (G. A. Basset) указал на эту особенность, заметив при этом, что благодаря такому решению плиты пояса не опирались на скосы палубы - как это было сделано на британских "Royal Sovereign". Сами же немцы объясняли выбор такого расположения брони тем, что хотели избежать "нарушения непрерывности наружного набора и обшивки, являвшегося источником слабости в поперечном направлении".
Для изготовления плит броневой палубы применялась твердая нецементованная броневая сталь с небольшим процентным содержанием никеля. Плиты палубы укладывались поверх настила из мягкой судостроительной стали толщиной 20-30 мм.
