Броневая палуба по концепции, конструкции и толщине предполагалась полностью аналогичной тому же «Кинг Джордж V». Она проходила по верхней кромке броневого пояса и равнялась 150 мм над погребами и 125 мм над ЭУ. Вне пределов цитадели палуба располагалась на уровне нижнего броневого шельфа, постепенно утоньшаясь с 125 мм до 63 мм в носу и заканчиваясь в 3,7 м от форштевня. В корме палуба имела почти одинаковую толщину, уменьшаясь с 125 мм до 114 мм у задней броневой переборки рулевого отделения, причем ее внешние края загибались вниз по типу старого карапаса, в какой-то мере защищая валопроводы и рулевые устройства. Задняя стенка рулевого отсека имела толщину 102 мм.
Остаток прироста веса брони был использован на противоосколочную защиту погребов, которые со всех сторон кроме днища получили экраны толщиной от 37 мм до 51 мм. В итоге суммарная защита их с бортов равнялась почти 16 дюймов, а сверху — 7,5 дюймов.
Существенным дефектом защиты оставалась боевая рубка, в точности повторявшая «Кинг Джордж V» с его более чем сомнительным требованием противостоять огню орудий эсминцев {120–127 мм). Ситуация, возникшая на мостике «Принс оф Уэллс» в бою с «Бисмарком» оставалась реальной и на новом типе, причем Адмиралтейство отказалось вносить изменения даже в поздние проработки проекта, и слабо защищенный центр управления кораблем в бою далее плавно перекочевал в чертежи «Вэнгарда». Правда, площадь противоосколочной защиты надстроек несколько увеличилась. Вся передняя башнеподобная конструкция должна была быть прикрыта 12,7-мм листами, предохранявшими по крайней мере от пуль бортового оружия самолетов и от мелких осколков орудий эсминцев. Все кабели, соединявшие КДП и мостик с центральным постом и артиллерийскими компьютерами, заключались в 51-мм броневые трубы. Такую же защиту получили основания директоров и дымоходы выше броневой палубы в пределах корпуса и надстроек. Можно предполагать, что при реальном осуществлении проекта местное бронирование было бы по возможности еще более усилено, и, возможно, оно могло бы приблизиться к тому уровню, который был достигнут на «Вэнгарде» (см. далее).
Бронирование артиллерии было заметно усилено по сравнению с «Кинг Джордж V» — в соответствии с требованиями противостоять 406-мм снарядам. Прежней (150 мм) осталась только крыша, тогда как лицевая плита стала иметь толщину 374 мм вместо 324 мм, боковые — 254 мм вместо 224 мм, и задняя -224 мм вместо 174 мм (в последнем случае увеличение толщины диктовалось исключительно соображениями балансировки; задняя плита по-прежнему выполнялась из незакаленной стали). На «лайонах» сохранилась характерная, введенная впервые на «Кинг Джордж V» прямоугольная форма башен, очень технологичная, но не идеальная с точки зрения максимальной сопротивляемости.