Обшивка корпуса состояла из двух слоев: наружного основного и внутреннего, обеспечивающего герметичность в случае повреждения первого. Наружная обшивка с каждого борта состояла из двенадцати поясов, последний из которых проходил под бортовым броневым поясом.
Толщина листов обшивки корпуса, наложенных внакрой, в зависимости от места крепления колебалась от 19 до 15,9 мм, ширина – от 0,8 до 1,2 м, а длина – от 2,5 до 3 м. Двенадцатый, последний, ряд обшивки состоял из двух слоев 15,9-мм листов железа. В местах прохождения гребных валов обшивка имела толщину 25,4 мм.
Обшивка позади броневых плит состояла из двух рядов 25,4-мм листов. На нижней палубе у броневого пояса проходил узкий коридор шириной 0,76 м для осмотра, окраски и замены броневых болтов и плит в случае их боевого повреждения.
Обшивка второго дна состояла из листов толщиной 9,5 мм, за исключением листов под машинным и котельным отделениями, где ее толщина уменьшалась до 6,4 мм. Все стыки листов междудонного пространства чеканились для большей герметичности, а затем заливались тонким слоем специального цемента.
Палубы и платформы броненосца поддерживались бимсами. Бимсы проходили от борта до борта по всей длине корабля на расстоянии 0,6 м друг от друга и соединялись со шпангоутами и бортами кницами. Высота бимсов верхней палубы внутри бруствера составляла 406 мм, в остальных частях – 305 мм. Бимсы нижней палубы имели высоту 280 мм в средней части и 229 в оконечностях. Снизу они поддерживались пиллерсами, которые между палубами были трубчатые, а в трюме состояли из полос углового железа.
Настилка верхней палубы состояла из двух слоев стальных листов: верхнего (32 мм) и нижнего (19 мм), имевших длину 3,65 м, ширину 1,05 м. Нижняя палуба набиралась также из двух слоев стальных листов по 6,4 мм каждый.
Бруствер, имевший в плане форму прямоугольника со сглаженными углами, длиной 46 м образовывался вертикальными угольниками, расположенными на расстоянии 0,6 м друг от друга. Обшивка бруствера набиралась из двух рядов листов, толщина которых по внешней стороне стоек была 25,4 мм, по внутренней – 9,5 мм, для защиты помещений от осколков брони и тиковой подкладки. Палуба над бруствером состояла из двух слоев стальных 12,7-мм листов.
Носовая надстройка от бруствера до форштевня имела весьма легкую конструкцию. Она предназначалась для улучшения мореходных качеств и более удобного размещения экипажа. Палуба надстройки, бывшая у бруствера на одном с ним уровне, к форштевню понижалась, имея высоту от ватерлинии всего 3 м. Понижение палубы было предусмотрено для обеспечения безопасности стрельбы из 305-мм орудий в носовом направлении на близких расстояниях.
Огромное число деталей в конструкции корпуса крепилось между собой только заклепками, число которых достигало 750 тыс. штук.
Для защиты от обрастания в длительном океанском плавании вся подводная часть до свесов брони покрывалась листами меди на деревянной прокладке. Способ крепления меди заключался в следующем. Вдоль всей подводной части корабля поверх наружной обшивки на расстоянии 1,2 м друг от друга крепились полосы Z-образного железа. Между ними вбивались чаки – брусья из лиственницы шириной 229 мм и толщиной 102 мм, которые заполняли собой все пространство между этими полосами, образуя первый слой деревянной обшивки. Борт и чаки пропитывались суриком, разведенным на олифе. Затем поперек чак при помощи железных винтов (по 2 шт. в чак) крепились вдоль корпуса лиственничные доски внешней деревянной обшивки. Доски имели в сечении 180 х 60 мм, а их длина колебалась от 2,5 до 3 м. Между чаками и досками внешней обшивки помещалась прокладочная бумага из двух слоев, пропитанная смесью смолы, говяжьего сала, гарпиуса и конопляного масла. Кроме того, по выступающим между чаками полосам Z-образного железа и по внешней деревянной обшивке прокладывалась парусина, пропитанная тем же составом. Медные листы (12 680 шт.) размером 1,2 х 0,356 м и толщиной 2 мм крепились к деревянной обшивке медными гвоздями . Вся система надежно обеспечивала изоляцию меди от внешней обшивки корпуса для предотвращения образования гальванических элементов из этих металлов в морской воде. Общая толщина такой обшивки равнялась 250 мм, а вес приблизительно равнялся весу воды в вытесненном ею объеме. Кроме того, вдоль корпуса для устойчивости на курсе на протяжении 60 % длины имелось с каждого борта по три боковых деревянных киля, также обшитых медью. Наружные кожухи гребных валов, кронштейны, винты и руль изготовили из латуни. Таким образом подводная часть "Петра Великого" полностью была защищена от обрастания водорослями.
"Петр Великий" имел две непрерывные палубы: главную, которая в корме за бруствером являлась верхней, и жилую, расположенную ниже. Первоначально верхняя палуба не покрывалась деревом и ее прокатали с насечками . Расстояние между палубами на "Петре Великом" было несколько больше, чем на других броненосных кораблях русского флота. Но все же небольшой объем внутренних помещений в носовой надстройке, бруствере и на платформах в носу и корме создавал трудности в размещении экипажа, бытовых помещений и различного рода кладовых. Кают-компания и каюты офицеров внутри бруствера не имели бортовых иллюминаторов. Отсутствовали они и в адмиральском салоне, который находился в носовой части. Свет в эти помещения проникал только через палубные светлые люки. Не удалось полностью разместить все снаряды 305-мм орудий в единственном бомбовом погребе, из-за чего большая их часть хранилась в кранцах вдоль брони бруствера и в проходах у угольных ям. Стесненные бруствером башни устанавливались над котельными и машинными отделениями.
Продольный разрез "Петра Великого"
Вид корабля с носа
Сечение по 27 шпангоуту
Большое значение при постройке корабля уделили отделочным работам во внутренних помещениях. Эти работы выполнялись с особой тщательностью, так как 305-мм орудия при стрельбах подвергали корпус большому сотрясению, что плохо сказывалось на огромном количестве искусно выполненной деревянной мебели и внутренней обшивке. Все это, создававшее в мирное время комфорт, в бою могло являться причиной больших пожаров и разрушений.
Из красного дерева изготовили мебель и двери всех офицерских кают, кают-компании, адмиральского салона, а также пять штурвальных колес, имевших диаметр около 2 м, и нактоузы компасов. Тиковыми и частично из красного дерева были все трапы, отделка машинных люков, люков на палубах и платформах. Из ценных пород дерева сделали и съемные бортовые каютные щиты, оформлявшие декоративно стены кают у бортов и убиравшиеся в бою и при осмотре брони; светлые люки над адмиральским салоном; отделку крюйт-камеры и погребов; рубку на грибовидном мостике; разборную церковь, рундуки, ящики для сигнальных флагов и другое оборудование внутренних помещений.
И все же роскошная внутренняя отделка лишь немного сглаживала трудности, переносимые моряками в плавании. Даже при хорошей вентиляции недостаточный объем жилых помещений и постоянная сырость из- за попадания воды через гласисы башен и пара при работе вспомогательных механизмов вызывали большую влажность на корабле, следствием которой были постоянные простудные заболевания команды. При сравнительно небольшом волнении приходилось закрывать все люки и ограничивать нахождение людей на верхней палубе, что при длительном плавании было весьма утомительно. Вентиляция корабля в этих случаях осуществлялась только через грибовидный мостик. В целом жилые условия на "Петре Великом" были заметно хуже, чем на рангоутных броненосцах тех лет.