Во время постройки «Императрицы Марии» завод «Руссуд», на котором в 1914 году трудились 2900 рабочих (в 1912 г. — 1300, в 1913 г. — 2600), неоднократно посещали руководители морского ведомства, в том числе сам морской министр, адмирал И.К. Григорович. 15 апреля 1915 года почти готовый линкор осмотрел император Николай II, который отметил «великолепное оборудование» завода, а также обошел палубу «Императрицы Екатерины Великой» на «Навале», где установил закладную доску будущего «Императора Николая I».
Приемные испытания «Императрицы Марии» начались с 23 апреля 1915 года, а 23 июня того же года корабль был принят в казну, хотя только 24 июня 1915 года начал переход из Николаева в Севастополь. Командовал дредноутом капитан 1 ранга К.А. Порембский, георгиевский кавалер, бывший в Русско-японскую войну старшим офицером знаменитого крейсера 2 ранга «Новик».
Посетив Одессу для погрузки 820 т угля, «Императрица Мария» 30 июня 1915 года прибыла в Севастополь. Для прикрытия ее перехода в море был развернут практически весь Черноморский флот во главе с командующим — адмиралом А.А. Эбергардтом, державшим флаг на «Евстафии». Севастополь встретил «Императрицу Марию» с небывалым подъемом: ее прибытие давало надежду на коренной перелом в борьбе на море. А.П.Лукин вспоминал: «Берега черны. Школы и магазины закрыты. Улицы опустели. Все на берегу… Выстроены войска. Слышны торжественные звуки гимна. Несется ур-р-ра…»
Испытания артиллерии и механизмов завершились к 25 августа 1915 года и прошли в целом успешно. Пробу на полный ход линкор начал при нормальном водоизмещении 24 400 т (средняя осадка 8,94 т), так что строительная перегрузка, вероятно, составила около 1800 т. Скорость полного хода достигла 21 уз при мощности турбин 26 000 л.с. и частоте вращения валов 315–320 об./мин.
Будучи несколько короче и шире дредноутов типа «Севастополь», «Императрица Мария», несомненно, была лучше защищена, но унаследовала и недостатки прототипа: низкий надводный борт в носовой части и линейное расположение башен главного калибра. Первый из них на полном ходу в условиях волнения неизбежно приводил к заливанию бака до носовой башни: корабль «зарывался» в воду. Второй, помимо относительной слабости носового и кормового огня, весьма ограничивал возможности модернизации. Последнее вполне проявилось на опыте балтийских дредноутов.
Собственно «Императрица Мария», помимо перегрузки (меньшей, кстати, чем на «Севастополе»), получила от проектировщиков и строителей еще один конструктивный недостаток — дифферент на нос при нормальной нагрузке. Для его устранения был сокращен боезапас двух передних башен главного калибра (со 100 до 70 выстрелов на ствол) и носовой группы 130-мм орудий (с 245, подругам данным, с 300 до 100 выстрелов на ствол). Имела место также непродуманность системы охлаждения погребов боезапаса.