«Адмирал Нахимов» стал первым русским боевым кораблем, оснащенным продольной водонепроницаемой 7,9–9,5-мм переборкой в МКО, проходившей по диаметральной плоскости (ДП) от внутреннего дна до жилой палубы, и 5,56-мм фланговыми, проходившими с внешней и внутренней сторон угольных ям (примерно от четвертого и третьего днищевых стрингеров) между шпангоутами 36 и 102 до той же высоты. Между внешней переборкой, являвшейся продолжением вверх внутреннего дна, и бортовой обшивкой имелся коридор, позволявший производить осмотр креплений броневых плит пояса. В закрытой батарее между 1 52-мм орудиями имелись противоосколочные 11-мм переборки.

Бимсы верхней палубы, имевшей погибь 152 мм, и батарейной набирались из тавробимсовой стали размером 178x127 мм и 229x140 мм, соответственно, а жилой и нижней — из угловой стали размером 229x88 мм, бимсы платформ — из угловой стали размером 127x64 мм. Верхняя кромка бимсов нижней палубы при проектной осадке была на 1,5 м, а у ДП на 0,38 м ниже грузовой ВЛ. По концам бимсов верхней палубы проходил стрингер из стальных листов (длина 5 шпаций, ширина 915 и толщина 7,9 мм). Настил верхней палубы состоял из 7,9-мм стальных листов, поверх которых лежали сосновые доски шириной 165 и толщиной 76 мм. Настил батарейной палубы на длине батареи 1 52-мм орудий состоял из 6,4-мм листов, не доходящих до ДП на 2,75 м (до кожухов дымоходов), а под бортовыми барбетами — из двух слоев по 12,7 мм. Поверх стальных листов укладывались сосновые доски шириной 165 и толщиной 88 мм, которые перемежались дубовыми. В жилой палубе в пределах броневого пояса стальной настил имел толщину 1 2,7 мм, а вне его — 5,56 мм. Впереди и позади пояса, над карапасными палубами, проходили водонепроницаемые платформы из 6,4-мм стальных листов. Все листы настила палуб и платформ имели размер 3,66x1,07 м.

Палубная стальная броня на уровне жилой палубы на протяжении пояса имела толщину 37,3 мм на 12,7-мм настиле. Карапасная палуба вне пояса состояла из двух слоев стали общей толщиной 76 мм. В ходе строительства из-за чрезмерной сложности работ пришлось отказаться от проектной двухслойной конструкции броневой палубы (нижний слой из мягкой, верхний из более твердой стали) и оставить только мягкую сталь. Все стыки и пазы броневого настила были прочеканены, чтобы не пропускать воду.

Деревянный киль изготовили из тика и прикрепили угольниками к стальной наружной обшивке. Фальшкиль и боковые кили (длиной 49 м напротив третьего стрингера) сделали из лиственницы и обшили медными 12,7-мм листами. Деревянная обшивка подводной части состояла из двух слоев: внутреннего — из вертикально расположенных сосновых брусьев (чаков) и внешнего — из продольно расположенных 64-мм досок лиственницы. Поверх проходили два слоя медной обшивки с просмоленной бумагой между ними.

Коэффициент общей полноты корпуса составил 0,63, Водоизмещение по проекту при размерениях 97,84 (между перпендикулярами)/101,5(по ВЛ)/103,3(общая)х18,6х7,696 (средняя) м составляло 7781,7 т. Полное — 8473 т, из которых на корпус с палубной броней приходилось 3438 т, на остальное бронирование — около 990 т, на главные и вспомогательные механизмы, валы, винты и котельную воду — около 1340 т, на уголь 1200 т, артиллерию с боезапасом около 490 т, дельные вещи 403 т, рангоут и паруса 150 т, якоря и цепи 110 т, команду с багажом 78 т, гребные и паровые шлюпки 46 т, минное вооружение 35 т; остальные 193 т занимали предметы снабжения, запчасти, продовольствие и питьевая вода.