Было определено вооружение нового броненосца. Оно должно было быть таким же, как на «Гельголанде», и состоять из одного 305-мм орудия в носовой батарейной установке (высота ствола над ватерлинией не менее 4,26 м) и четырёх 229-мм орудий по углам прямоугольного каземата (высота ствола 3—3,3 м от ватерлинии).

Сталежелезная броня должна была закрывать не менее двух третей длины ватерлинии и иметь толщину в центральной её части 356 мм. Каземат защищался 254-мм, а барбет 305-мм бронированными щитами. Палуба над казематом должна была быть из 38,1-мм стальных листов, а вне его – из 76-мм плит.

Эти исходные данные должны были лечь в основу проекта нового броненосца. После ознакомления с решением МТК, И. А. Шестаков на журнале заседания (журнал МТК №157 от 25 октября 1882 г.) написал свою резолюцию:

Через четыре дня эти данные передали инженерам-кораблестроителям Морского ведомства. Помимо корабельных инженеров, бывших на заседании 25 октября, в разработку эскизных чертежей включились также капитаны А. П. Торопов и Грехнев, штабс-капитан Алексеев и поручики Токаревский, Экенберг, Ливицкий и А. П. Титов.

Как это часто практиковалось в то время, через несколько дней в исходные данные МТК были внесены существенные изменения. Единственное 305-мм орудие следовало установить в открытом барбете на снижающемся станке. Это решение было принято под влиянием донесения командира крейсера «Забияка», который наблюдал в июне 1882 года обстрел Александрии английским флотом. Там действия броненосца «Тамерер» – единственного имевшего орудия на снижающихся станках – имели наибольший успех.

Артиллерию меньшего калибра проектантам разрешили располагать по своему усмотрению. На вес корпуса отводилось не более 38% от водоизмещения, а в минное вооружение включили 2 торпедных аппарата. Кроме того, инженерам следовало учитывать то, что Кронштадтские доки имели ширину не более 21,3 метра, а это означало, что ширина проектируемого броненосца не должна превышать 20,4 метра.

Чуть позже, с получением сведений из заграницы от бывшего там поручика Н. А. Субботина, МТК всё же решил удлинить броневой пояс от штевня до штевня, скорость увеличить до 15 узлов и, что кажется сейчас необъяснимым, снабдить броненосец рангоутом с небольшой парусностью.

Всё новые и новые изменения не позволяли уложиться в водоизмещение 7500 тонн. На очередном заседании, которое состоялось 24 августа 1883 года, были определены технические требования, на основе которых разработали новый проект, заметно отличавшийся от первоначального.

Водоизмещение броненосца составило уже 8634 тонны. Вооружение усилили до двух 305-миллиметровых «дальнобойных» орудий, которые разместили в носовом грушевидном барбете на снижающихся станках. Кроме того, четыре 229-миллиметровых и восемь 152-миллиметровых орудий установили на батарейной палубе, а не в каземате, как это было ранее. Орудия не были прикрыты бронёй.

Две машины мощностью по 4000 лошадиных сил, подобные тем, что были установлены в Англии на «Петре Великом», по расчётам могли обеспечить скорость 15 узлов. Запаса угля в 870 тонн хватило бы на 4,5 суток полного хода, за которые корабль проходил 1620 миль.

В целом машинно-котельная установка, установленная в Глазго на «Петр Великий» в 1881 году компанией Randolph and Elder не вызывала нареканий и послужила прототипом для таковой на «Императоре Александре II», так как он проектировался после года, как две машины по 4150 л. с. Хотя, водоизмещение первого российского броненосца составляло 10406 тонн и он показал скорость 14,36 узла, а у второго броненосца с 12-дюймовой артиллерией водоизмещение фактическое было 9594 тонны и скорость которую он выжал на испытаниях оказалась 15,27 узла.