В результате главную батарею новых кораблей составили восемь 330-мм орудий с длиной ствола 52 калибра модели 1931 года, расположенных в двух 4- орудийных башнях перед надстройкой. Кормовой огонь обеспечивался вспомогательной батареей 130- мм орудий. Использование четырехорудийных башен ГК явилось одной из необычных разработок "линкорной эры", а расположение всей артиллерии ГК в носу вытекало из технических и тактических соображений, в особенности, из первых. Оно позволяло получить существенную экономию веса – не только за счёт уменьшения относительного веса на один ствол, но и за счёт сокращения длины броневой цитадели. Первое хорошо видно при сравнении веса различных 330-мм башен: 2-орудийная весила 1560Т (780 Т на орудие). 3-орудийная-1940 Т (647 Т), а 4- орудийная-2260 Т (всего 565 Т). Ба+арея из 9 орудий в трех башнях по сравнению с батареей из 8 орудий в четырёх башнях давала снижение веса на 6,74% при увеличении огневой мощи на I орудие. Расположение в 4-орудийных башнях экономило уже 27,6% веса при равной мощи огня, и это стало решающим фактором в пользу 4-орудийных башен. Безусловно, рассредоточение орудий было лучше при 2- орудийных башнях, дававших четыре независимых орудийных позиции. Однако, при разделении башен на "полубашни" продольной переборкой и использовании отдельных погребов и систем подачи боезапаса это преимущество отчасти компенсировалось. Уменьшались и размеры цели, представляемой группировкой башен. Более короткая цитадель позволила сэкономить примерно 15 Т на метр длины и ожидаемая 125-тонная экономия пошла на усиление бронирования башен. Правда, конструкторам из-за очень больших трудностей не удалось обеспечить независимую вертикальную наводку каждого орудия (иначе диаметр барбета становился очень большим) и оба ствола каждой "полубашни" находились в одной люльке.
Из тактических соображений сосредоточение всей артиллерии ГК в носу явилось следствием преобладающей важности боя при погоне за немецким броненосцем, способным развить 26-узЛовую скорость. Кораблю с превосходящим вооружением и скоростью почти в 30 узлов гарантировалось преимущество в атакующей мощи-артиллерия ГК могла давать полные залпы по уходящему противнику при отсутствии помех от выходящих из трубы дыма и газов. Более высокая скорость позволяла выбирать время, дистанцию и место боя. Ещё одним важным преимуществом носового расположения батареи ГК было устранение воздействия дульных газов при стрельбе 330-мм орудий на место запуска и приёма гидросамолётов. Ведь авиационное оборудование являлось очень уязвимым от подобного давления газов, что неоднократно подтверждали артиллерийские дуэли второй мировой войны. Удаление орудий ГК из кормового сектора означало, что авиационное оборудование можно сделать более легкой конструкции. Кроме того, подобное расположение было благоприятным для хранения шлюпок и размещения легкого зенитного вооружения на корабле, где пространство и вес представляли большую ценность. Оси 330-мм башен находились в 52,15 и 80,95 м от носового перпендикуляра. Погреба были обдуманно разнесены на 10,1 м, что снижало риск одновременного повреждения обеих башен и погребов в результате одного попадания. Для увеличения углов обстрела в корму тщательно проектировалась форма надстройки и углы обстрела на "Дюнкерке" и "Страсбурге" получились больше, чем на большинстве современных им линкоров: 286° для первой и 300° для второй башни.
Мощные дальнобойные орудия могли давать выстрел каждые 22 секунды. Бронебойный снаряд с 19,3-кг зарядом взрывчатки мог пробить 300-мм броню на дистанциях до 28000 м. Дальность стрельбы при угле возвышения 23 градуса равнялась 23000 м, а .при максимальном – 41700-м; угол снижения составлял -5°. Орудия могли заряжаться при любом угле возвышения, т.к. затворы действовали при помощи гидропневматики. Скорость горизонтальной наводки башен достигала 1,5%.
Каждая "полубашня" обслуживалась отдельной группой снарядных и зарядных погребов, причем каждая пара находилась на одном уровне – зарядные перед снарядными, вместо более привычного двухъярусного расположения.
