Строительство в России большой серии кораблей потребовало преодоления целого ряда организационных и технологических трудностей. Приходилось корректировать состав поставок и ассортимент заказываемого металла, не всегда соответствующий производственным возможностям предприятий. Некоторые виды проката приходилось осваивать заново.
Броню и поковки для всех восьми кораблей серии поставлял Ижорский завод, часть брони (до 820 т) заказали Камскому железоделательному заводу горного ведомства. Обуховский завод, налаживающий выпуск стальных нарезных орудий, поставлял инструментальную сталь. На Невском заводе успешно работало собственное "железопрокатное заведение". Приемщики Морского министерства тщательно наблюдали за тем, чтобы подрядчики не применяли железо, полученное из-за границы. Понятно, что все эти трудности развития отечественного железного броненосного судостроения не могли не сказываться на сроках постройки.
Постройка кораблей значительно задерживалась из-за неоднократных изменений в проектах. Уже при разработке проекта-задания в декабре 1864 г. по предложению контр-адмирала Г.И. Бутакова решили предусмотреть двойную наружную обшивку в носовой части. Как на английском броненосце "Беллерофон", эта обшивка предназначалась для усиления корпуса при нанесении таранного удара и для защиты обшивки при подъеме якоря в штормовую погоду.
С учетом опыта аварий мониторов "Латник" и "Смерч", в сентябре 1865 г. решили отказаться от традиционной прокладки магистралей вентиляционных труб в трюме и располагать их под бимсами. У каждой главной переборки предусмотрели клинкеты для перекрытия вентиляционной магистрали, "чтобы переборки были действительно непроницаемы для воды в случае пролома или течи в судне".
По предложению председателя кораблестроительного технического комитета генерал-майора С.И. Чернявского решили увеличить толщину бортовой брони фрегатов со 114 до 152 мм, однако изготовление таких плит вызвало трудности на Ижорском заводе.
Было решено применить считавшуюся в то время равной по сопротивляемости "слоеную" конструкцию: прилегавшие к обшивке уступа под броню горизонтальные 229-мм тиковые брусья, 25,4-мм железные листы, вертикальные 203-мм тиковые брусья с установленными между ними железными угольниками той же высоты и 114-мм наружные броневые плиты. 203-мм угольники под плиты должны были препятствовать их прогибу при ударе снаряда, устраняя опасность разрыва броневых болтов, массивный слой тиковой подкладки – смягчить удар снаряда, предотвращая разрывы заклепок обшивки и набора уступа корпуса, а слой внутренней брони (25,4 мм) – задерживать снаряды, пробившие наружную плиту.