Первоначальный проект предусматривал лишь слабую защиту, которая в целом соответствовала крейсеру. Главный броневой пояс имел толщину 152 мм. Ширина пояса равнялась 2,74 м, длина - 140,91 м. Он простирался от барбета “А” до барбета “Y”, и продолжался в носу 102-мм броней, а к корме - 76,2-мм. На концах он замыкался траверзами толщиной 102 и 76,2 мм, носовой поднимался при этом до верхней палубы. Нижняя кромка поясной брони находилась лишь в 457 мм ниже проектной ватерлинии и в 1,3 м ниже боевой или грузовой, ватерлинии. Между главной и верхней палубой находились стальные защитные плиты толщиной 38 мм, монолитность которых многократно нарушалась бортовыми иллюминаторами, и могли служить лишь ограниченной противоосколочной защитой для кожухов дымовых труб. Выше палубы бака кожухи дымовых труб защищались высокоупругими стальными плитами толщиной с боков 38 мм, в оконечностях 25,4 мм. Поразительно большой была толщина брони боевой рубки - 254 мм.

Так как Фишер никогда не высказывал ясных и недвусмысленных соображений об использовании этих кораблей, очень трудно критиковать соответствие броневой защиты и величины корабля. Сравнительно высокая скорость, данная этим кораблям в проекте, позволяла им принимать или прекращать бой в зависимости от ситуации. Во времена, когда они были построены, было легко завязать бой со слабыми единицами неприятельского флота, уничтожить их и, прервав бой, исчезнуть в случае появления сильного противника. Если же учесть, хотя это почти невероятно, что они примут бой с противником, вооруженной тяжелой 240-мм артиллерией, которую они превосходят по дальнобойности, тогда их крейсерское бронирование будет вполне достаточным. Однако это неизбежно возможно лишь при выполнении следующих вооружений.

1. противник не построит крейсеров с более высокой скоростью;
1. “Renown” и “Repulse” не будут в состоянии использовать свои 381-мм орудия против вражеских линкоров и линейных крейсеров;
1. противник не построит кораблей с такими же качествами и уклонение от сражения не будет чистым везением;
1. никогда противник не построит корабль большей величины, скорости и лучше забронированный, и поэтому “Renown” и “Repulse” не потеряют своего боевого значения ( в этой ситуации оказались в конце концов сами англичане, когда построили “Hood” соединивший в себе скорость линейного крейсера и бронирование линкора ).

В итоге можно констатировать: за исключением высокой стоимости постройки, “Renown” и “Repulse” не могут быть подвергнуты критике относительно их действий против крейсеров и легких морских сил. Однако в перспективе их боевая ценность в том виде, как они вступили в строй, будет незначительной. Кроме того кажется невероятным, что они не будут действовать совместно с отрядом британских линейных крейсеров и сражаться с вражескими линейными крейсерами, и тогда их слабое бронирование будет крайне опасно.

Бронирование палуб было абсолютно недостаточным. Главная палуба, отходящая от второго дна, была посредством добавления 25,4-мм стальных плит выравнена с толщиной скосов. Эта модификация была проведена до того, как крейсера были введены в строй. Когда корабли присоединились к Grand-Flit, потеря трех линейных крейсеров у Скагеррака была еще свежим и горьким воспоминанием. Поэтому весьма быстро “Renown” и “Repulse” оказались в фокусе сильной критики из-за их недостаточного бронирования и повсеместно именовались как “белые слоны”.

20 октября 1916 года Главнокомандующий Grand-Flit предложил усилить бронирование главной и промежуточной палуб, а также продольной переборки в районе боевой рубки. Далее он рекомендовал в ходе усиления главной палубы также усилить находящиеся там броневые решетчатые настилы дымоходов и в иных палубных отверстиях. Главный конструктор со своей стороны предложил также усилить промежуточную палубу. Усовершенствования были одобрены, все предложенные работы были претворены в металл до декабря 1916 года казенной верфью в Розайте. В числе этих работ были сделаны следующие преобразования:

• установка дополнительных стальных высокоупругих защитных плит толщиной 50,8 мм над машинными отделениями на главной палубе, опускающимися вниз по бокам в виде скосов на 1,52 м;
• установка дополнительных стальных высокоупругих защитных плит в корме промежуточной палубы над помещением рулевых машин;
• установка дополнительных стальных высокоупругих защитных плит толщиной 50,8 мм на промежуточной палубе непосредственно над погребами;
• установка дополнительных стальных высокоупругих защитных плит толщиной 50,8 мм на продольных переборках нижних помещений боевой рубки между 98-м и 102-м шпангоутами;
• усиление бронирования промежуточной палубы до толщины 63,4 мм непосредственно к носу от барбета “А” и к корме от барбета “Y”;
• усиление броневых настилов поверх отверстий главной и промежуточной палубы.

Эти мероприятия увеличили водоизмещение на 550 тонн, и, чтобы уменьшить эту перегрузку было решено снизить запас топлива.