В 1903 г. закончив работу над проектом броненосного крейсера типа “Роон”, констукторское бюро Имперского морского ведомства приступило к дальнейшему усовершенствованиию проекта. Общее руководство проектированием осуществлял главный строитель кайзеровского флота тайный советник Бюркнер.
Главной задачей конструкторов стало стремление добиться улучшения мореходности, а за счёт увеличения мощности энергетической установки – существенного увеличения скорости хода – новые крейсера создавались специально для колониальной службы и хорошие ходовые качества имели для них жизненно важное значение.
Спроектированные в 1903-04 гг. в соответствии с законом о флоте от 1900 г. и профинансированные по программе 1904 бюджетного года броненосные крейсера под индексом “С” и “D” (“Гнейзенау” и “Шарнхорст”), по сравнению со своими иностранными соперниками при относительно небольшом увеличении водоизмещения обладали достаточно высокой скоростью хода и улучшенной защитой при небольшом увеличении площади бронирования, а выбор артиллерии главного калибра из восьми скорострельных орудий калибра 210-мм в целом оказался удачным.
Разделение артиллерии на три калибра – главный, средний и противоминный – явилась типичным для кораблей этого класса. Стремясь как можно больше усилить артиллерию главного калибра, конструкторы проектного бюро Имперского морского ведомства прорабатывали различные варианты установки на них нескольких дополнительных 210-мм орудий. В результате остановились на замене четырёх 150-мм орудий на 210-мм в установках по углам каземата на верхней палубе, обеспечивая таким образом при бортовом залпе батарею главной артиллерии из шести орудий единого калибра с дополнением из трёх 150-мм орудий палубой ниже.
За счет устранения тяжёлых бортовых орудийных башен и некоторого изменения обводов подводной части корпуса было достигнуто значительное улучшение остойчивости и некоторой экономии веса. Тем не менее, в общем виде проект не претерпел кардинальных изменений, поэтому был проработан сравнительно быстро.
Как следует из отзывов: “Немецкие броненосные крейсера типа “Шарнхорст” во всём представляют… пример чрезвычайно удачного использования водоизмещения для достижения наивысших атакующих и защитных средств”.
Германия по праву гордилась этими кораблями как созданием отечественного судостроениия. Но к моменту вступления в строй в их конструкции уже имелись полностью устаревшие принципы в системе бронирования, расположении орудий, установка которых в казематах, как посчитали некоторые специалисты, была непривычной и неудачной, и устаревшем типе машинной установки.