蒙大拿级的防护能力是美国乃至世界历史上最强的。此前的南达科他级和依阿华级能够抵御45倍口径406毫米主炮发射的重量为1.016吨的穿甲弹。因而舷侧装甲带在水浅处的厚度为409毫米，比依阿华级厚100毫米，倾斜角为3°。水线下的舷侧装甲带厚度为上端183毫米，下端25毫米。甲板总厚度为263毫米，而大和级为200毫米。为了进一步提高动力舱室的防护性，蒙大拿级的八座锅炉与涡轮机都采用了独立的隔壁舱室，抗浸水能力大幅提高。同时，为了减轻动力装置的重量，蒙大拿级的主机功率为172000马力，比依阿华减少了40000马力，航速也降为28节。
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