“湖南”级基本延续了“云南”级的样貌，但在武器配置和装甲设计上有了不小的改变，并且为了减重而广泛采用了焊接等新的建造技术。

出于对抗别国同类型战舰的目的，海军为“湖南”级安装了十门1923年型55倍径203毫米主炮，采用双联装的方式布置于舰体中线的五座炮塔之中。

这五座炮塔的位置分别是，一号和二号炮塔以背负式安放于指挥塔前方甲板，三号和四号炮塔位于后甲板的前部亦呈背负式摆放，五号炮塔则被置于四号炮塔的后方。

由于增加的主炮塔及其配套设施占据了更多的重量，要保证总排水量不超过标准，“湖南”级只能被迫对装甲重量进行了控制，因而彻底的采取了集中防护的模式。

为了压缩核心防护区域，舰上的重要设施被尽可能的集中布置，还尽量的控制了舰体的长度，全长为193.3米，宽19.7米，吃水5.8米。

舰载飞机的操作区也被移至舰艉，共设有两部飞机弹射器并搭载四架水上飞机。

“湖南”级主装甲带的形状已不如以往那般规整，呈现出各部位的高度和装甲厚度均不统一的状态，且具有11度的内倾角。

这样设计的目的同样是为了节省重量，还要对关键部位重点加强防护，其装甲的最大厚度为115毫米。

如此一来，“湖南”级的主装甲带的下缘与水线以下的防雷结构相连，上缘的最高处与主甲板齐高，最低处则只达到下甲板的高度。

舰体侧舷在主装甲带之外便再无装甲防护，舰体内设有多道最大厚度为55毫米的横向装甲隔舱壁，水下的防护措施则与“云南”级基本相同。

水平防御方面得到了加强，甲板装甲的最大厚度增至65毫米。

“湖南”级主炮塔的外形为相对低矮的样式，每座炮塔内的两门火炮采用了宽间距的设计。

主炮塔的正面装甲和炮座的最大装甲厚115毫米，炮塔侧面、后部和顶部的装甲厚55毫米。

舰上的其他部位，如指挥塔的侧面装甲厚115毫米，顶部则为55毫米，烟道装甲的最大厚度为75毫米，舰上还设有完善的损管设施。