При этом они отличались от "Индефатигейбла" следующими особенностями: 152-мм главный броневой пояс длиной 144,2 м (80,4% длины по ватерлинии) заканчивался в 18,3 м от носовой оконечности и в 16,8 м от кормовой, соединенный в носовой и кормовой частях корабля поперечными броневыми переборками.
Броневой пояс увеличили со 102 мм до 127 мм в районе барбетов "А" и "Y" и полосами с 64 мм до 102 мм впереди барбета башни "А" и позади барбета башни "Y"; верхнюю часть носовой поперечной переборки уменьшили с 76 мм до 38 мм и кормовой со 114 мм до 102 мм, но кормовую поперечную переборку расположили значительно дальше к корме, чем на "Индефатигейбле".
Бронирование главной палубы простиралось только на 16,8 м от кормы, в то время как раньше оно продолжалось до барбетов. Нижнюю палубу в носовой и кормовой оконечностях увеличили с 51 мм до 64 мм; пост управления артиллерийским огнем центральной наводки расположили наверху передней боевой рубки (на "Индефатигейбле" он находился в верхней задней части передней боевой рубки) и толщину бронирования поста увеличили с 76-102 мм до 76-152 мм.
Главная палуба имела толщину 25,4 мм до 102-мм поперечной переборки и 51 мм рядом с барбетами башен "А", "Р" и "Q", в то время как нижняя (бронированная) палуба была уменьшена до 25,4 мм за бортовым броневым поясом и увеличена до 64 мм в оконечностях корабля. Барбет башни "Y" уменьшили до толщины 76- 102 мм между главной и нижней (бронированной) палубами. Выходящая из передней боевой рубки вниз коммуникационная труба со скобами для аварийного выхода имела 76-102 мм стенку. Продольные экранные переборки погребов боезапаса имели толщину 38-64 мм.
После Ютландского боя на большой площади нижней (бронированной) палубы между барбетами башен "Р" и "Q" положили один слой 25,4-мм броневых плит и еще один слой таких же плит добавили на главной палубе около барбетов общим весом 110 т.
Остальное бронирование было таким же, как на "Индефатигейбле". Из сказанного ясно, что увеличение бронирования в одном месте сопровождалось ослаблением в других местах корпуса крейсера. Неспособность такого слабого бронирования противостоять германским снарядам на обычных дистанциях боя прекрасно проиллюстрировал Ютландский бой, когда германский линейный крейсер "Фон-дер-Танн" потопил несколькими попаданиями "Индефатигейбл" на дистанции приблизительно 12700- 13700 м (69-74 каб.). Первые три его снаряда попали непосредственно в башню "Y" и еще два рядом с ней. Погреба боезапаса взорвались, и линейный крейсер затонул.
Сразу после боя англичане создали специальную комиссию по расследованию причины гибели британских линейных крейсеров в Ютландском бою. Наиболее правдоподобную версию выдвинул начальник отдела военного кораблестроения Теннисон д'Эйнкоурт, согласно которой потери скорее происходили от недостаточной защиты погребов боезапаса, чем от проникновения снаряда сквозь броню башни и барбета, последствия которого не обязательно могли быть катастрофическими.
Отмечалось, что проникновение снарядов сквозь аналогичную броню башен германских линейных крейсеров не несло столь разрушительного характера, поскольку их погреба боезапаса значительно лучше изолировали от проникновения огня. Таким образом, немецкий способ укупорки, хранения и перегрузки пороховых зарядов оказался более безопасным и не приводил к взрыву. Однако позднее утверждали, что версия д'Эйнкоурта подтвердилась только в случае с "Инвинсиблом". Свидетели в отношении "Индефатигейбла" показывали, что немецкие снаряды проникли в его погреба боезапаса через бортовую, палубную броню или броню барбета. Известно, что немецкие 280-мм бронебойные снаряды были вполне способны сделать и то и другое.
Линейные крейсера второго поколения – увеличенные "Инвинсиблы", как и следовало ожидать, получили, в основном, такое же расположение котельных и машинных отделений. Котельные отделения разделили на три отдельные группы, вместо двух, как на крейсерах предыдущего проекта, что было вызвано большим расстоянием между средними башнями. Это, в свою очередь, вызвало большие трудности при компановке внутреннего расположения корпуса корабля, поскольку ограничивало размеры отдельных котельных помещений.
