Предыдущие типы английских линкоров такого бронирования не имели, поэтому согласно инструкциям Адмиралтейства предусматривалось: в случае повреждения дымоходов во время боя все пробоины должны быть заделаны силикатно-хлопковыми подушками, удобно доступными, в случае необходимости, из кладовых, расположенных рядом с дымоходами.
Основной вертикальный броневой пояс на "Нептуне" имел протяженность 94 м (от траверза центра носового барбета башни "А" до траверза центра кормового барбета башни "У") и покрывал 56,5% длины корпуса т.е. участок расположения главных жизненных частей корабля (энергетической установки, снарядных и пороховых погребов, постов управления). Он располагался на высоте от уровня главной палубы и до отметки четыре фута и четыре дюйма (1,32 м) ниже уровня ватерлинии при нормальном водоизмещении. Общая высота вертикального бронирования составляла 13 футов и 8 дюймов (4,165 м).
Пояс был набран из плит разной толщины (как это практиковалось на британском флоте), изготовленных из цементированной крупповской стали (КС). Крупповская броня была вязкой с внутренней и закаленной с наружной поверхности. Наружная поверхность броневой плиты подвергалась сначала цементации (то есть насыщению поверхностных слоев стали углеродом при температуре 900-950° с целью повышения твердости), а затем закалке с последующем высоким отпуском. Такая термическая обработка позволяла плитам сопротивляться удару снаряда, вызывая его разрушение, и в то же время не раскалываться, благодаря довольно мягкой основе.
Вертикальный броневой пояс состоял из двух отдельных поясов — 10-дюймового (254 мм) главного, защищавшего ватерлинию до уровня средней палубы и 8-дюймового (203 мм) верхнего, прикрывавшего корпус корабля от средней до главной палубы. Общая высота главного броневого пояса составляла 6 футов и десять дюймов (2,083 м) из них 2 фута и шесть дюймов (0,762 м) возвышалось над водой при нормальном водоизмещении. В нижней части главного броневого пояса 254-мм плиты имели утончение до 203 мм. Главный броневой пояс имел продолжение в носовую часть (той же высотой) - сначала толщиной 7 дюймов (178 мм) и протяженностью 33 фута (10,06 м), затем толщиной 2,5 дюйма (64 мм) от концевой поперечной переборки до форштевня. В кормовую часть 254-мм броневой пояс (той же высоты) протянулся вплоть до ахтерштевня толщиной 2,5 дюйма (64 мм).
Выше главного пояса располагался верхней 8-дюймовый (203-мм) броневой пояс, который по протяженности был таким же, как и 10-дюймовый (254-мм) пояс, а по высоте - от уровня средней до уровня главной палубы. Носовая и кормовая оконечности верхнего пояса по распределению и толщине бронирования и протяженности были такими же как и оконечности главного пояса. Броневые плиты укладывались на тиковую подкладку и крепились к корпусу броневыми болтами.
Вертикальное бронирование "Нептуна" вновь повторяло главный недостаток, который был присущ броневой защите "Дредноута" и его прямым наследникам, - линейным кораблям типа "Беллерофон" и "Сент-Винсент" — отсутствию верхнего броневого пояса (между главной и верхней палубами), которое являлось серьезным просчетом. По сути, эта часть надводного борта, которую прикрывала лишь бортовая 13-мм стальная обшивка, была самым уязвимым местом для любых фугасных снарядов противника и представляло большую опасность для корабля в случае попаданий (и последующих разрушений), поскольку проникшая вода могла затопить значительный объем корпуса выше броневой палубы, что вызвало бы потерю остойчивости.
Линейный корабль "Нептун". 1911 г.
(Продольный разрез и планы палуб с указанием бронирования) Из книги О. Parkes British Battleships. London. 1966.
Броневую цитадель от продольного огня прикрывали носовой и кормовой броневые траверзы, которые в плане были наклоненными внутрь, и располагались от концевых носовой и кормовой кромок 254-мм и 203-мм поясов к наружной поверхности концевых барбетов орудийных башен "А" и "У". Траверзы по высоте имели переменную толщину бронирования: носовой траверз, ограничивавший главный пояс - 4 дюйма (102 мм), кормовой- 8 дюймов (203 мм); носовой траверз, ограничивавший верхний пояс - 5 дюймов (127 мм), кормовой - 9 дюймов (229 мм).
Носовая наружная переборка, закрывавшая оконечности 178-мм участка главного броневого пояса, по высоте располагалась между нижней и верхней палубами, причем толщина бронирования (как и главных переборок) была переменной: от уровня нижней палубы до уровня главной - 127 м, от уровня главной палубы до уровня верхней - 102 мм.