Нижняя, она же - главная броневая, палуба простиралась по всей длине 80-мм главного пояса и над 70-мм секцией в корме и имела практически на всем протяжении толщину 30 мм. Исключениями являлись две небольшие зоны в нос и корму от барбетов крайних башен, где толщина увеличивалась до 40 мм. Горизонтальная часть палубы проходила примерно на 1 м ниже верхней кромки пояса, а скосы той же толщины соединялись с его нижней кромкой. В районе тонкого носового пояса броневая палуба опускалась на уровень ватерлинии и имела толщину всего 20 мм.
Вся горизонтальная и вертикальная защита выполнялась из броневой стали Круппа марки Whn/a. О качествах этой однородной незакаленной стали, изготовленной из никелевого сплава и носившей громкое имя "Вотан", существуют весьма разноречивые сведения. Немецкие источники утверждают, что ее сопротивляемость примерно на треть выше, чем у обычной крупповской брони. Напротив, данные союзников ставят этот тип брони ниже британской брони аналогичного назначения даже времен первой мировой войны. Наиболее здравые оценки лежат между крайностями: они говорят о примерной эквивалентности гомогенной брони крейсерского типа производства 30-х годов в Англии, США и Германии.
Помимо корпуса, германские тяжелые крейсера несли большое количество местного бронирования.
Прежде всего это относится к защите башен и барбетов. Барбеты диаметром 6,4 м имели ту же толщину, что и броневой пояс - 80 мм - по всей высоте от броневой палубы до башни. Сами башни состояли из 9 броневых граней, толщина которых резко дифференцировалась. Лобовая плита выполнялась из 160-мм брони, поскольку угол наклона ее был невелик. Зато она занимала менее половины лобовой проекции башни, переходя сверху в сильно наклоненную 105-мм плиту, которая в свою очередь спускалась по бокам в виде двух граней толщиной 80 мм, и соединялась с 70-мм горизонтальной плитой собственно крыши башни. Остальные части, попадания в которые были наименее вероятными, защищались слабее: вертикальные боковые стенки имели толщину 70 мм, задняя стенка - 90 мм на нижних и всего 50 мм на возвышенных башнях, а задняя скошенная плита - соответственно 80 и 70 мм. (Различные толщины задних частей нижних и верхних башен связаны с их формой и соответственно - с разными условиями балансировки.) Снизу персонал башен защищал от осколков 30-мм броневой пол.
Солидно защищалась главная боевая рубка, овальные стенки которой состояли из 150-мм плит, а крыша - из 50-мм. Учитывая горький опыт слишком "доступных" рубок времен русско-японской и, отчасти, первой мировой войны, щели в ней были совсем узкими, а наблюдение в основном производилось через перископы. Интересно то внимание, которое уделили немцы слабому месту - соединению крыши с вертикальными стенками. Плиты крепились при помощи "ласточкина хвоста", просверленного и закрепленного болтами, да к тому же головки болтов приваривались к броне! Защита персонала не ограничивалась главной боевой рубкой: практически все вспомогательные посты на мостике имели защиту сверху и с боков из 20-мм броневых листов. Вниз, к центральному посту, вела бронированная 60-мм коммуникационная труба, заключавшая все кабели.
Местное бронирование не ограничивалось нижним мостиком. Главный КДП в верхней части башенноподобной надстройки, боевые посты на уровень ниже него, а также адмиральский мостик имели 20-мм защиту. Листами такой же толщины прикрывались остальные дальномерные посты и кормовой пост управления. Массивные купола КДП зенитной артиллерии защищались 14-мм броней. Прикрыты были также дымоходы (20 мм, выше броневой палубы) и позиции прожекторов на трубе (12 мм).
Как следует из приведенного описания, германские конструкторы попытались осуществить полное броневое прикрытие практически всех ценных объектов крейсера. Бронирование "Хиппера" напоминает "Тирпиц" или "Шарнхорст" в миниатюре с соответствующим утоньшением плит. Такое решение обеспечило большую площадь защиты и значительную вероятность сохранения боевых свойств при попадании снарядов относительно мелкого калибра (например, из орудий эсминцев) и осколков. Однако "размазывание" защиты на столь длинном корабле сказалось на прикрытии жизненно важных частей, и степень их гарантированной защиты от 203-мм, и отчасти, даже от 152-мм снарядов оставалась невысокой. Машинная установка и погреба прикрывались с бортов 80-мм поясом и 30 мм скосом палубы, что в совокупности, с учетом разнесенной защиты и наклона скоса, было эквивалентно 110-130 мм вертикальной брони.
Сверху те же объекты прикрывались либо двумя палубами (в сумме от 55 до 42 мм), либо же, при попадании снаряда в верхнюю часть борта под большим углом падения - только нижней, 30-мм. Это, в общем, даже хуже защиты непосредственных предшественников германских кораблей - французского "Альжери" и итальянских крейсеров типа "Пола".