俾斯麥級戰列艦的戰艦概貌
“俾斯麥”級戰列艦的各個性能數據基本上和設計計劃差不多，只是排水量大了很多。艦長250.5米，水線長241.5米，艦寬36米，最大吃水9.99米，標準排水量為：“俾斯麥”號41700噸，“提爾皮茨”號42900噸。滿載排水量為：“俾斯麥”號49400噸，“提爾皮茨”號52900噸。最高航速：“俾斯麥”號30.12節，“提爾皮茨”號30.8節。最大續航力：“俾斯麥”號8500海裏，“提爾皮茨”號9125海裏。 “俾斯麥”級戰列艦吸取了“沙恩霍斯特”級戰列巡洋艦的經驗，特別是制造工藝上，船體結構的焊接量有很大的增加，達到了95%。“沙恩霍斯特”級戰列巡洋艦適航性差的問題在“俾斯麥”級上完全消除，並且有了很多改進，如非常適合在大西洋惡劣海況使用的大西洋艦艏和至今壹直非常廣泛使用的外張幹舷等。
主炮
早在1934年《英德海軍協定》簽訂以前，德國人就已經開始對安裝在“俾斯麥”號上的SK-C/34型380毫米主炮的設計和試驗工作。德國海軍在最初的主炮口徑選擇上考慮過兩種方案，壹是采用406毫米主炮的方案，二是采用380毫米的主炮設計。雖然選擇406毫米主炮的設計方案，無論在彈丸重量、火炮射程和威力上都將遠勝於380毫米主炮。
但有鑒於當時德國從來沒有制造過如此大口徑的主炮，缺乏在經驗和技術上的支持，存在著壹定的風險。況且，如果真的采用了406毫米主炮的方案進行設計，不僅需要對原有設計方案進行重大修改和調整，更會影響到整艦的建造與服役時間，建造所需的費用也將大大超出原有預算。經過壹番考慮後，德國決定“俾斯麥”級戰列艦采用380毫米的主炮。 “俾斯麥”級戰列艦的4座主炮塔，在前甲板和後甲板分別各布置兩座，從前向後依次命名為安東（Anton）、布魯諾（Bruno）、凱撒（Caesar）和多拉（Dora），四座主炮塔的編號分別用各自命名的第壹個字母編為A、B、C、D。
“俾斯麥”級戰列艦裝備的主炮為8門SK-C/34型52倍口徑（按照英國標準為47倍口徑）380毫米炮，該炮由德國克虜伯公司於1934年設計，1939年研制成功並定型生產。每座主炮塔重約1100噸，單門火炮全重110700千克，總長度19.63米。“俾斯麥”級的身管制造采用了與“希佩爾海軍上將”級重巡洋艦相同的三節套管結構工藝，以保證火炮的制造精度，但成本過於高昂，且制造工藝復雜，不便與身管的大批量生產。
身管內刻有90條深4.5毫米，寬7.76毫米的膛線，膛線長度為15982毫米，身管長17.86米，膛室容積為31.9升，發射藥為212千克，最大發射膛壓為3200千克/平方厘米，身管壽命約為180～210發。可發射重800千克的被冒穿甲彈和高爆彈，穿甲彈和高爆彈的長度均為1.672米，最大射速為2.3～3發/分，最大射程為36520米/30度，炮口初速為820米/秒，在射程為35000米的距離上可擊穿170毫米的德制水平表面硬化裝甲。主炮俯仰角度為-5.5～+30度，炮塔水平旋轉速率為5度/秒，高低俯仰速率為6度/秒，射擊時的火炮後座距離為1.05米。裝填角度為+2.5度，裝填機構采用的是半自動裝填方式裝填。
“俾斯麥”級戰列艦的主炮設計非常成功，性能非常優秀，不僅威力大，射速高，而且火力覆蓋面積大，使用範圍非常廣，除了用作常規的平射射擊外，還可以以高仰角對空射擊。“提爾皮茨”號在挪威抵抗英機轟炸時就這樣使用過主炮。
SK-C/34型52倍口徑（按照英國標準為47倍口徑）380毫米炮發射800千克穿甲彈的設計性能參數（部分）
火炮發射仰角/度 2.2 4.9 8.1 12.1 16.8 22.4 29.1 30
射程/米 5000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、36520
炮彈飛行速度/米·秒-1 727、641、568、511、473、457、462 暫缺
侵入目標入射角/度 2.4 5.8 10.4 16.4 23.8 31.9 40.3 暫缺
SK-C/34型47倍口徑（17.86米）381毫米炮發射800千克穿甲彈威力參數（部分）
射擊距離/米 0 4572、10000、18000、20000、21000、22000、25000、27000
穿甲厚度/毫米 742、616、510、419、364、350、333、308、304美國人用標準裝甲經驗公式值對自己裝甲的推算。
射擊距離/米10000、20000、21000、25000
炮彈飛行速度/米·秒-1 641、511、496、476
侵入目標入射角/度 5.8、16.4、17.6、23.8
穿甲厚度/毫米 510、364、350、308克虜伯公司用SK C/34 381毫米炮對KCn/A實測。
副炮
“俾斯麥”級裝備有6座SK-C/28型55倍口徑150毫米雙聯裝副炮，該炮於1928年設計，1934年研制成功並定型生產。單門火炮全重9080千克，身管內刻有44條深1.75毫米，寬6.14毫米的膛線，膛線長度為6588毫米，身管長為3000千克/平方厘米，同樣可發射穿甲彈和高爆彈，其中穿甲彈彈重45.3千克，長度為67.9厘米，高爆彈重41千克，長度為65.5厘米，最大射速6～8發/分，最大有效射程23000米/40度，炮口初速為875米/秒。副炮俯仰角度為-10～+40度，炮塔水平旋轉速率為8度/秒，高低俯仰速率為9度/秒，射擊時的火炮後座距離為37厘米，裝填角度為+2.5度，全艦備彈18000發，每座炮塔各300發。
6座150毫米雙聯裝副炮均布置在上層甲板的同壹平面上，每舷各3座，其中布置在前部和中部各兩座副炮的射界為150度，布置在後部的副炮射界為135度，6座副炮均可直接向其正前方射擊。6座炮塔的重量不壹，其中布置在前部的兩座炮塔各重131.6噸，中部的兩座炮塔因各安裝有壹座光學測距儀而各重150.3噸，後部的兩座炮塔最輕，各重97.7噸。該炮並不兼具防空能力，主要用以對付諸如驅逐艦這類裝甲防護較弱的中、輕型水面艦艇。
高射炮
“俾斯麥”級戰列艦裝備有8座雙聯105毫米高射炮、8座雙聯37毫米高射炮和20門20毫米高射炮。
“俾斯麥”級戰列艦裝備有SK-C/33型和SK-C/37型65倍口徑105毫米雙聯裝高炮各4座，每舷各4座。SK-C/33型與SK-C/37型高炮均由德國萊茵金屬公司生產，其中SK-C/33型於1933年設計，1935年研制成功並定型生產，每座炮塔重26.425噸，單門火炮全重為4560千克，總長度6.84米，身管內刻有36條長5531毫米的膛線，身管長6.825米。膛室容積為7.31升，發射藥為6.05千克，最大發射膛壓為2850千克/平方厘米，可發射重15.1千克，長116.4厘米的專用防空高爆炮彈，最大射速為16～18發/分，最大有效射高為17700米/45度，最大仰角時射高為12500米/85度，炮口初速為900米/秒。火炮俯仰角度為-8～+85度，炮塔水平旋轉速率為8度/秒，高低俯仰速率為10度/秒，4座SK-C/33型高炮均裝備有各自獨立的炮瞄設備。而SK-C/37型則於1937年設計，1939年研制成功並定型生產，其主要參數與SK-C/33型基本相同，只是每座炮塔比SK-C/33型要略輕壹些，炮塔水平旋轉速率提高為8.5度/秒，高低俯仰速率為12度/秒。射擊時需由艦上的4座專用光學測距儀提供目標參數，全艦備彈6720發，每座炮塔840發。
有鑒於SK-C/33型及SK-C/37型105毫米高炮的身管制造也均采用了復雜的雙節套管結構工藝，延誤了原定的出廠交付日期，致使“俾斯麥”號戰列艦在剛服役時只安裝了上層建築第壹層甲板上前部的4座SK-C/33型高炮。海上訓練結束後，“俾斯麥”號返回碼頭時又安裝了4座更新型的SK-C/37型高炮於上層建築第壹層甲板的後部原本計劃等另外4座SK-C/37型高炮到貨後，再替換下先前已安裝於前部的4座SK-C/33型高炮，但出海後才發現SK-C/33型與SK-C/37型專用的火控系統互不匹配，致使在其後的“萊茵演習”行動中，無法對來襲的英機形成有效的中、近程對空火力。
在近程防空火力上，“俾斯麥”號主要由大量的37毫米及20毫米高炮構成。其中SK-C/30型83倍口徑37毫米雙聯裝高炮於1930年設計，1934年研制成功並定型生產，每座炮塔重3670千克，單門火炮全重243千克，總長度8.2米，身管內刻有16條長2554毫米的膛線，身管長3.071米。膛室容積為0.5升，發射藥為0.365千克，最大發射膛壓為2950千克/平方厘米。射彈重0.745千克，長度為1620毫米，最大射速為80發/分，最大有效射高8500米/45度，最大仰角時射程為6750米/80度，炮口初速為1000米/秒。俯仰角度為-10～+80度，炮塔水平旋轉速率為4度/秒，高低俯仰速率為3度/秒，全艦***備彈32000發，8座SK-C/30型37毫米高炮均裝備有各自獨立的射擊炮瞄設備。實際上，德國的37毫米高射炮根本不可能達到最大射速80發/分，因為采用人工裝填方式的問題，37毫米高炮是二戰最差的高射炮之壹。
20毫米高炮分為兩座MG-C/38型20毫米四聯裝和12座MG-C/30型20毫米單管裝兩種，其中MG-C/30型於1930年設計，1934年研制成功並定型生產，每座炮全重420千克，單門炮重64千克，總長度2.2525米，身管內刻有8條長720毫米的膛線，身管長為1.3米（即65倍口徑），膛室容積為0.048升，發射藥為0.12千克，最大發射膛壓為2800千克/平方厘米，射彈重0.132千克，長7.85厘米，最大射速為200～280發/分，最大有效射高為4900米/45度，最大仰角時射高為3700米/85度，炮口初速為900米/秒。火炮高低俯仰角為-11～+85度，火炮的水平及俯仰方向的旋轉均由人工手動操作完成。MG-C/38型與MG-C/30型相比，將單管裝改為了四聯裝，致使火炮增重至2150千克，射速提高到480發/分，俯仰角度改為-10～49度，其它技術參數均與MG-C/30型基本相同。
由於20毫米高炮大多為單管裝，僅有兩座為四聯裝，且兩型高炮均采用的是彈夾式供彈，在實際的使用過程中MG-C/30型與MG-C38型的射速僅分別為120發/分和220發/分，射擊時還必須由專人在炮位左側用手持式小型光學測距儀為炮手提供目標參數，炮手用常規準星瞄具對目標瞄準，實戰中難以形成足夠密度的近程對空火力。
裝甲防護系統
防護和生存力壹直都是德國軍艦最顯著的性能強項，這與德國海軍的設計思想有關，從前無畏時代起，德國軍艦壹直就是世界上最重視防禦的軍艦。德國人不僅在技術上強化了軍艦的防禦，也在設計取舍上加大了軍艦防禦的優先性：“俾斯麥”級是二戰時代建成戰列艦中裝甲比重最大的戰列艦，不含炮塔旋轉部分的裝甲總重量就達到了標準排水量的41.85%；也是二戰時代防護尺度最大的戰列艦，主裝甲堡側壁覆蓋了70%的水線長度和全部的幹舷高度。
“俾斯麥”級戰列艦主要使用了以下幾種鋼材建造：
St42（Schiffbaustahl 42）造船鋼，於1931年在傳統的二號造船鋼基礎上改進而成，用於建造俾斯麥的上層建築和非裝甲艙段艦體結構。其硬度為140-160HB，抗拉強度為420-510MPa，屈服強度為340-360MPa，彈性形變範圍21%，性能不低於其它國家的同類產品。
St52（Schiffbaustahl 52）造船鋼，於1935年在著名的三號造船鋼基礎上改進而成，用於建造俾斯麥的裝甲艙段和輕裝甲艙段艦體結構。其硬度為160-190HB，抗拉強度為520-640MPa，屈服強度為360-380MPa，彈性形變範圍21%，同時具有極佳的韌性和延展性，具有很強的抗斷裂和撕裂能力。雖然其較軟的材質抵抗動能穿甲彈的能力較弱，但它擁有優秀的構造強度保持能力和優良的魚雷爆破沖擊波抵抗能力。
Ww（Krupp Wotan Weich Homogeneous armour steel）高彈性勻質鋼，於1925年在傳統的KNC裝甲基礎上發明，用於建造俾斯麥的主防雷裝甲。其硬度為190-220HB，抗拉強度為650-750MPa，屈服強度為380-400MPa，彈性形變範圍25%。
Wh（Krupp Wotan Hart Homogeneous armour steel）高強度勻質鋼，於1925年在傳統的KNC裝甲基礎上發明，其中的高性能部分（Wotan Starrheit，簡稱Wsh）被用於建造“俾斯麥”級的所有水平裝甲和首尾水線裝甲帶以及內部縱橫向裝甲。其硬度高達250-280HB，抗拉強度為850-950MPa，屈服強度為500-550MPa，彈性形變範圍20%。
KCn/A（Krupp cementite new type A）表面滲碳硬化鋼，於1928年在傳統的KC裝甲基礎上發展而成，用於建造俾斯麥的舷側、炮座、炮塔立面、指揮塔立面裝甲。其表面硬度高達670-700HB，遞減滲碳深度為40-50%，基材硬度為230-240HB，基材抗拉強度為750-800MPa，基材屈服強度為550-600MPa。
1、堅固的艦體構造和細密的艙室分割
在縱向俯視圖上，“俾斯麥”級的艦體為紡錘形，中間最粗，向首尾兩端以拋物線形逐漸變細，這種形態的艦體很容易獲得可靠的構造強度。在橫向上，由於布置了厚重的上部舷側裝甲和上裝甲甲板，該艦在上甲板下方就布置了第壹主構造梁，並在第二甲板下方布置了第二主構造梁，使該艦擁有雙層艦體上部主構造梁，而不是象其它多數國家戰艦那樣在主水平裝甲下方布置單壹的主構造梁，這樣做的好處是充分利用了15米高36米寬的全部艦體橫截面的尺度布置主承力結構，最大限度的增加了承力結構的幾何力矩從而提高了強度。
“俾斯麥”級全艦分為22個主水密隔艙段，從第3到第19艙段為主裝甲堡區域，艦體主裝甲堡長達171米，最寬處36米，保護了70%的水線長度和85%-90%的浮力以及儲備浮力空間，這是任何同時期戰艦也無法做到的大手筆。在巨大的艦體主裝甲堡內，德國人又在縱向和橫向上安裝了多重裝甲和水密隔板。以鍋爐艙段下部艦體為例，除了兩舷各擁有寬度為5.5米的防雷隔離艙外，內部又被分成三個並排布置的水密隔艙，每個隔艙內安放著兩臺高壓重油鍋爐，俾斯麥擁有兩個這樣的艙段，它們中間被壹個副炮彈藥庫艙段隔開。在這樣的布置下，壹個鍋爐艙進水，戰艦只會損失六分之壹的動力，來自壹個舷側方向的攻擊最多只能讓戰艦的兩個鍋爐艙進水，損失三分之壹的動力。此外，與其它國家的戰列艦不同，依托大量的橫向、縱向和水平裝甲，該艦在主水平裝甲以上的上部艦體內也設置了大量的水密隔艙。加上下部艦體，俾斯麥全艦被細分成數千個大小不壹的獨立水密隔艙，就像鍋爐壹樣，該艦每個重要的子系統都被以盡可能降低風險的原理分隔放置在這些隔艙內。
2、結構簡單但工藝優異的防雷結構
“俾斯麥”級的防雷隔離艙在舯部深5.5米，向艦尾方向逐漸減至5米，向艦首方向逐漸減至4.5米，由22mmSt52船殼—空氣艙—18mmSt52油艙壁—油艙—45mmWw主防雷裝甲板—8mmSt52防水背板構成，為兩艙四層鋼板的布置結構。該結構在動力艙段的主防雷裝甲後面沒有設置完整的過濾艙，而在副炮彈藥庫和主炮彈藥庫艙段的主防雷裝甲到彈藥庫壁之間，管線艙和下方的儲藏艙壹起形成了完整的過濾艙。整體上看，除了彈藥庫艙段的布置相對還算嚴密以外，與同時期其它國家戰列艦的防雷結構相比較，“俾斯麥”級的結構要簡單得多，設計要求也不高，僅僅為抵禦250kgTNT的水下爆破。但德國海軍在1944年11月12日關於“提爾皮茨”號損失的222-45號技術報告上指出它的TDS(Torpedo defence system)能抵擋300kg德國hexanite烈性炸藥的水下爆破，可以認為這是該級戰艦防雷系統的實際準確防禦水平。
3、全面防護
“俾斯麥”級的主裝甲堡長達171米，覆蓋了70%的水線長度，裝甲堡側壁從水線以下3米多處壹直延伸到上裝甲甲板，在整個舷側立面的常見被彈部分都布置了厚重的裝甲，是二戰時代裝甲覆蓋面積比例最大的戰列艦。其上部2.6米高的舷側裝甲帶由厚達145mm的KCn/A鋼板制成，與50-80mm的Wh上裝甲甲板壹同保護著整個位於主裝甲堡上部艦體內的水兵生活和工作區，可以抵擋重巡洋艦的炮彈和中小型航空炸彈。中部是位於水線上下的320mm厚5.2米高的KCn/A鋼板制成的主舷側裝甲帶，可以在正常交戰距離以材料質量優勢獨自抵擋大部分戰列艦的炮彈。在吃水9.8-10.4米的作戰常態重量時，俾斯麥高5.2米的320mm主舷側裝甲有2.6-3.2米被埋在了水下，在320mm主舷側裝甲的下方，還有壹道高0.6米均厚為170mm的主舷側裝甲下沿，使該艦擁有深入水下達3.2-3.8米的舷側裝甲，為其提供了良好的水下防彈能力，炮彈必須在水中穿行很長的距離擊中更低的位置才能穿過22mm船殼進入防雷吞噬艙和吸收艙，這時後面的45mm主防雷裝甲板已經能夠獨立抵擋。
在艦體主裝甲堡內，位於主裝甲甲板以下的空間，設置有8道由厚達20-60mm的Wh鋼板制成的橫向內部裝甲墻，它們也被同時作為艦體橫向構造的壹部分。8道裝甲墻和首尾兩端320mm厚的橫向外裝甲墻***同把“俾斯麥”級主裝甲堡內的下部空間分為9個重裝甲艙段，其中的6道，以30mm的厚度又延伸到上部艦體內，和首尾兩端100-220mm厚的橫向外裝甲墻***同把主裝甲堡內的上部空間也分為7個重裝甲艙段。即使有戰列艦炮彈或穿甲炸彈射入其中爆炸，彈片受到這些內部裝甲的阻擋，破壞力也會被控制在較小範圍的空間內。
“俾斯麥”級的艦首和艦尾水線部位分別設有60mm和80mmWh鋼制成的輕裝甲帶，它們會在艦體受到攻擊的時候盡可能的保持水線外形的整體完整度，防止艦體表面發生大面積破碎。二戰時代的大部分新式戰列艦都采用了重點防護的方式布置裝甲，這是因為它們的裝甲比重小，沒有多余的裝甲去防護非致命部位，保證重點部位不被擊穿，是首要的。
4、全面防護中的重點防護——穹甲
二戰時代大部分國家的軍艦主水平裝甲都是布置在主舷側裝甲上方，與主舷側裝甲上方邊緣連接，構成壹個密閉的裝甲盒。德國軍艦則不同，它采用了壹種叫做裝甲堡延展結構的裝甲布置方式，其主水平裝甲位於主舷側裝甲壹半左右位置的腰部，在靠近舷側的兩端以小俯角向下傾斜，延伸到主舷側裝甲的下部位置與之相連，這樣的主水平裝甲在橫截面上看起來是壹個穹頂，被稱為“穹甲”。穹甲頂部位於水線附近，在軍艦處於作戰常態排水量的時候則往往位於水線以下，這就使得敵方炮彈在穿過其主裝甲帶後還必須再穿過這層裝甲，才能進入德艦的機艙、鍋爐艙、副炮彈藥庫和主炮彈藥庫。雖然穹甲布置縮小了艦體核心艙室的空間高度，但這個問題往往在德艦艦體主裝甲區的巨大長度上得到彌補，從而保持了德艦核心艙室的空間總量。以俾斯麥戰艦為例，其380mm主炮彈藥庫，鍋爐、輪機、150mm副炮彈藥庫，105mm、37mm和20mm高炮彈藥庫，鍋爐艙到輪機艙的蒸汽輸送管道，貫穿全艦的縱向主電纜通道全部布置在了80-120mm穹甲的下方，容納的設施比大部分其它國家的新式戰列艦還多。
5、雙層裝甲甲板
德國戰列艦沒有設置兩用甲板，它們采用了裝甲甲板和水密甲板分離的傳統布局。“俾斯麥”級位於機艙和彈藥庫上方的艦體水平結構有三層，第壹層由柚木+50-80mmWh裝甲甲板+10mmSt52水密甲板+第壹主構造梁構成；第二層由20mmSt52水密甲板+第二主構造梁構成；第三層是該艦上為數不多的創新設計之壹，在80-100mmWh水平部分裝甲甲板的下方是20mm的St52水密甲板，再往下並沒有像其它國家的戰列艦壹樣布置主構造梁而是水平鋪設了壹層構造加強筋，與裝甲甲板壹同被作為艦體構造的組成部分，承擔和主構造梁相近的作用。此外，構造加強筋由彈性形變範圍剛好比Wh鋼略大壹點的St52鋼制成，可以隨著Wh裝甲板壹同發生彈性形變並分擔抗拉峰值受力，再隨著Wh裝甲板壹同恢復，以此提高整個水平結構的防禦力，加強這道保護動力艙和彈藥庫的最後防線。
6、火力、火控和指揮系統防護
“俾斯麥”級前後各有兩座雙聯裝的380mm主炮塔，其炮座露天部分是厚340mm的KCn/A裝甲鋼圈，炮座在艦內從80mm上裝甲甲板到100mm主裝甲甲板之間的部分是厚220mm的KCn/A裝甲鋼圈，外圍側面受到145mm-320mm的KCn/A舷側裝甲和30mmWh內部縱向裝甲的保護，總厚度為395-570mm，防禦能力高於炮座露天部分。
“俾斯麥”級主炮塔旋轉部分的正面是360mm的KCn/A裝甲板，側面是220mm的KCn/A裝甲板，背部是320mm的KCn/A裝甲板，頂部由130-180mm的Wh裝甲板覆蓋。背部厚達320mm的KCn/A裝甲是為了對付數量眾多的敵艦從左右舷側方向夾攻而設置的，
“俾斯麥”級的副炮塔擁有100mmKCn/A的旋轉部分正面裝甲和80mmKCn/A的露天炮座裝甲，能抵擋輕巡洋艦級別的炮彈。第壹甲板下面是145mmKCn/A的上部舷側裝甲帶+30mm的Wh裝甲座圈，能抵擋重巡洋艦級別的炮彈。彈藥輸送通道通過其中壹直延伸到穹甲，副炮彈藥庫位於穹甲下方獨立艙段的中央部分內，受到320mm主舷側裝甲和100-120mm穹甲的保護。與主火力系統的防護情況相似，俾斯麥副炮火力系統的防護也是由上至下逐次遞增。大部分其它國家的新式戰列艦副炮塔都不具有俾斯麥這樣厚重的裝甲，這也是德艦全面防護的壹個體現。
“俾斯麥”級的指揮塔立面裝甲為350mmKCn/A，頂部220mmWh，底部70mmWh。同時德國戰列艦指揮塔的防護空間大，可以容納更多的指揮人員和設備。此外該艦在後部艦橋上還擁有壹個立面裝甲為150mmKCn/A的備用指揮塔，在主桅樓頂端還擁有壹個立面裝甲為60mmWh的裝甲了望塔，是大部分其它國家的新式戰列艦所沒有的。該艦安置在三個裝甲塔上方的三個主要探測和火控系統單元也安裝有60-200mm不等的立面裝甲，防護極為考究。
動力系統
“俾斯麥”級擁有12個高壓瓦格納鍋爐，兩兩放置在6個水密隔艙內，蒸汽輸送管道直接穿過同樣位於穹甲下方的副炮彈藥庫艙段通向3個主機艙，每個主機艙內安放著1臺渦輪蒸汽輪主機，每4臺鍋爐同時向1臺渦輪蒸汽輪主機提供動力，主機為3臺Blohm&Voss蒸汽輪機，單機最大輸出功率為45400馬力，3臺總功率達136200馬力。每壹主機驅動壹個螺旋槳，直徑為4.7米。
此外在過渡艙內有蒸汽輸送轉換結構，在必要的情況下可以交叉提供動力。“俾斯麥”級的動力系統設計功率為138000馬力，但實際穩定輸出功率高達150170馬力，極速輸出功率更是高達163026馬力，使得“俾斯麥”級戰列艦擁有穩定很高的航速。
火控系統
“俾斯麥”級的主炮副炮射擊指揮所在前後桅樓設有兩處。前桅樓頂端安裝有FuMO23型雷達和大型光學測距儀，FuMO23 雷達的矩形天線高2 米，寬4 米，工作頻率為368兆赫，波長約為81 厘米，最大作用距離約為25 千米。這種雷達性能本來完全能夠在天氣惡劣的情況下搜索水面，但德國的雷達設計沒有采用方位顯示器（也就是所說的P型顯示器），僅有距離顯示器，方位依靠天線底座的同步感應器驅動機械方位顯示盤指示，因此這種雷達在對多個目標和曲折的海岸探測時非常繁瑣，方位雷達僅能針對單個的目標才具備清晰的目標舷角關系，因此這種雷達只能用作火控目標指示。81 厘米波長測量誤差偏大，但能夠滿足戰列艦在25千米距離上的齊射火控性能。德國海軍也沒有打算把這種雷達用在更復雜的探測場合，只是將天線與10.5米光學測距儀安裝在壹起僅僅用於火控。聯合基座能夠旋轉360 度，從戰艦最高點環視海面。FuMO23 雷達沒有P型方位顯示器的原因之壹是德國納粹高官們認為這種裝置過於復雜和奢侈，這是“俾斯麥”號設計上的壹個重要缺陷，利用P 型顯示器至少能夠了解更復雜的海面態勢。
德國海軍采用兩個這種FuMO23雷達和10.5米測距儀轉塔來進行兩個主要射向的火控。在“俾斯麥”號後艦橋上，同樣布置了1 部轉塔，通常承擔控制後部主副炮對第二個目標的射擊指揮，或者在前桅樓雷達測距儀轉塔被摧毀時，作為全艦火力的射擊指揮備份。前桅樓柱型裝甲結構壹直向下伸延到裝甲甲板下的火控解算艙。後部艦橋正下方的裝甲帶甲板同樣設置了解算艙（所謂的解算艙實際是多炮塔的射擊指揮儀艙）。德國的機電式射擊指揮儀非常龐大和復雜，能夠直接連接主炮塔控制機電氣櫃控制主炮塔，同時解算結果用機電刻度盤顯示在相關指揮艙室。但是其精度和可靠性依舊非常高。除測距儀雷達轉塔安裝了10.5 米光學測距儀外，主炮炮塔也安裝了獨立的10.5 米測距儀，便於在指揮轉塔失效後，繼續按炮長電話口令進行測距和火控射擊，但此時火控彈著散布要大很多。150 毫米副炮炮塔安裝有獨立的6.5 米光學測距儀，對空射擊的火控站分別有4 處, 兩處在主桅樓兩側,有球型防護罩，另兩個沿艦體縱軸線布置在後上層建築頂部，4 處對空火控站都裝有4.5 米測距儀。按照“俾斯麥”級的防空武器配置，4 處火控站能夠指揮對4 個目標的對空火力。105 毫米高炮有隨動系統，可以分別與相應的火控站連接進行自動控制，而其他中小口徑高炮則只能采用電話和人工操作。150 毫米副炮參與對空射擊時由炮塔測距儀或前後雷達測距儀轉塔進行火控，在同時發生交戰的情況下，主副炮都無法騰出轉塔進行對空火控。
火控和射擊組織的原則是盡可能用盡量多的火炮齊射和盡可能快的發射速度，並用盡可能幾率大的射擊方式，而射擊指揮儀則要在盡可能遠的距離上發現目標和完成測距。首輪齊射組織非常重要，對修正具有決定性作用。在40年代炮瞄雷達出現前，主要依靠對齊射的彈著觀察進行諸元修正。壹旦確認準確的方位距離，則所有主炮將壹同按準確諸元進行齊射。同時航海長也將采用機動，盡力保證這個較為準確的方位距離在至少兩輪齊射內近似不變。
質量分配
艦體結構 11691噸
裝甲 17450噸
武器裝備 5973 噸
航空設備 83 噸
自衛武器 8 噸
普通裝備 369.4 噸
船員居住設備 8.6 噸
桅桿和索具 30 噸
彈藥 1510.4 噸
自衛武器的彈藥 25 噸
壹般消耗品 155.4 噸
人員和個人物品 243.6 噸
預備物品 194.2 噸
飲用水 139.2 噸
設備用水 167 噸
鍋爐用水 187.5 噸
重油 3226 噸
柴油 96.5 噸
潤滑油 80 噸
航空用油 17 噸