Вспомогательная артиллерия состояла из 16 скорострельных орудий калибра 88 мм с длиной ствола 45 калибров (3 960 мм) в установках образца 1906 г. Она была равномерно размещена в передней и задней надстройках, на верхней палубе в носовой части и на главной в корме корабля и предназначалась для стрельбы по морским целям. Общий боекомплект составлял 3 200 фугасных выстрелов (200 на орудие), которые были снабжены как головными ударными взрывателями, так и донными с временным замедлением.

В начале 1916г. четыре орудия кормовой надстройки заменили двумя 88-мм зенитными орудиями в установках образца 1913 г. с углом возвышения 70°. В 1916 г. демонтировали 12 оставшихся 88-мм орудий, предназначенных для стрельбы по морским целям. Торпедное вооружение состояло из четырех подводных торпедных аппаратов калибра 450 мм: один носовой, один кормовой и два бортовых перед барбетом носовой башни вне зоны действия противоторпедной переборки с общим боекомплектом 11 торпед.

Корпус линейного крейсера "Фон-дер-Танн" во время спуска на воду. 20 марта 1909 г.

Хотя вооружение "Фон-дер-Танна" по составу и расположению почти полностью соответствовало вооружению первых английских линейных крейсеров с артиллерией главного калибра 305 мм, он имел значительно лучшую броневую защиту. Бронированию "Фон-дер-Танна", как и всех своих военных кораблей, немцы придавали самое большое значение. Вес крупповской цементированной брони составлял 33,3% нормального водоизмещения, а у следующих типов немецких линейных крейсеров это соотношение было ещё больше.

По сравнению с "Инвинсиблом" бортовая броня "Фон-дер-Танна" имела много большую протяженность (она простиралась в середине корабля до верхней палубы, в то время как британский корабль имел только узкий пояс в районе ватерлинии) и большую толщину (250-150 мм против 150-100 мм у англичан). Она состояла из двух броневых поясов, из которых верхний броневой пояс батареи среднего калибра опирался на нижний – главный броневой пояс.

Главный броневой пояс простирался от переднего края носовой башни до заднего края кормовой и был установлен на прокладке из тикового дерева толщиной 50 мм. По главной ватерлинии толщина главного броневого пояса составляла 250 мм против 180 мм у "Блюхера" и высоту 1,22 м, из которых 0,35 м уходило ниже главной ватерлинии. У нижней кромки пояса в 1,6 м ниже главной ватерлинии (в районе главной палубы) он постепенно уменьшался до 150 мм.

Сечения мидель-шпангоутов (с указанием бронирования) линейных крейсеров "Фон-дер-Танн" (слева) и "Инвинсибл".

В оконечностях корабля броневой пояс заканчивался поперечными прямыми 180-мм переборками, а бортовая 120-мм броня продолжалась до носовой части утоньшаясь до 100 мм. В кормовой части броневой пояс толщиной 120 мм заканчивался на расстоянии 3,5 м от кормы переборкой (толщиной 100 мм) и продолжался дальше в корму толщиной 100 мм (с нижней кромкой толщиной 80 мм) немного ниже главной палубы. Бронирование верхнего броневого пояса (батареи среднего калибра) состояло из 150-мм плит.

Между орудиями имелись переборки толщиной 20 мм, а за ними противоосколочные экраны той же толщины. Башни имели толщину брони в лобовой части и задней стенки 230 мм, боковых стенок 180 мм, наклонной передней части крыши 90 мм, плоской части крыши 60 мм, настила в задней части башни 50 мм. Барбеты башен имели внутренний диаметр 8 100 мм (6 900 мм для подачи боезапаса) и толщину стенки 200 мм над бронированным корпусом, причем толщина наружной стенки барбетов носовой и кормовой башен была увеличена до 230 мм, а внутренней стенки уменьшена до 170 мм. Позади главного пояса и бронирования батареи среднего калибра толщина стенки барбетов была уменьшена до 30 мм.

Бронирование передней боевой рубки выполнили из плит толщиной 300 мм, её крыши 80 мм, задней боевой рубки 200 мм и 50 мм соответственно. На корабле произвели значительное усиление палубного бронирования. Это выразилось не только в наличии второй броневой палубы, как горизонтальной защиты корабля, что было применено ещё на "Блюхере" и броненосных крейсерах типа "Шарнхорст", но и в усилении вертикального бронирования и улучшении подводной защиты.

Из двух палуб верхняя предназначалась для разрыва снарядов, в то время как вторая (особенно в районе машинного отделения) служила для защиты от проникновения осколков. Этот способ бронирования был выбран как основной, благодаря чему в Ютландском бою машинная установка линейного крейсера повреждений не имела, несмотря на многочисленные попадания в корабль.

Однако палубное бронирование "Инвинсибла" в среднем было немного толще, чем у "Фон-дер- Танна". Вероятно, в этом играло свою роль различное понимание предполагаемых дистанций ведения боя. В Германии были уверены, что ввиду преобладания ограниченной видимости в Северном море стрельба на дистанции, большие чем 10 000-12 000 м, возможна крайне редко. В Англии, прежде всего первый лорд Адмиралтейства Фишер, отстаивали большие дистанции, которые при превосходстве в скорости каждый корабль мог выбирать произвольно, исходя из того, что "скорость лучшая защита". Обеим точкам зрения опыт войны мог представить противоположные примеры.

Плоская часть бронированной палубы была расположена на уровне средней палубы за главным 25-мм броневым поясом со скосами толщиной 50 мм. В носовой части она была плоской (толщиной 50 мм) на уровне нижней палубы и располагалась ещё ниже в корме, где её толщина составляла 80 мм в плоской части с двумя 25-мм скосами. Главная палуба имела толщину 25 мм над главным поясом за пределами батареи. Верхняя палуба имела толщину 25 мм над батареей, в то время как палубу полубака усилили до 23 мм вокруг носового барбета.

При проектировании и постройке крупных немецких кораблей подводную защиту очень тщательно продумали, и она превосходила подобную защиту своих потенциальных противников. Основу подводной защиты крупных немецких кораблей составляла противоторпедная переборка.

Противоторпедная переборка толщиной 2530 мм имела такую же длину, что и главный броневой пояс и проходила на расстоянии 4 м от борта. Пространство между ними было разделено ещё одной более тонкой продольной переборкой приблизительно пополам. Внешняя часть оставалась пустой, а внутренняя была заполнена углем.

В этом заключалась обычная немецкая система подводной защиты, и против минного и торпедного оружия периода 1914-18 гг. она оказалась достаточно эффективной.

На корабле в десяти котельных отделениях, расположенных попарно пятью эшелонами, было установлено 18 котлов Шульце-Торникрофта (немецкий военно-морской тип) с тонкостенными трубками малого диаметра и площадью нагрева 10 405 кв.м, обеспечивающими давление пара 16 кгс/кв.см. В двух передних котельных отделениях размещалось по одному котлу, а в остальных по два.

С этого корабля в немецком военно-морском флоте произошел переход к схеме с четырьмя винтами, в то время как до этого все крупные немецкие корабли, начиная с "Кайзера Фридриха III" и "Кайзерин Аугусты", имели три винта. Это было обусловлено новым расположением машинной установки. Кроме того, впервые на крупном военном корабле решили применить паровую турбину. Линейный крейсер "Фон-дер-Танн" стал первым крупным немецким кораблём с двумя комплектами морских турбин Парсонса в трех машинных отделениях, вращающих четыре вала с винтами диаметром 3,6 м.

Ко времени проектирования "Фон-дер-Танна" выбор турбины в качестве движителя не был легким и само собой разумеющимся решением. Все это произошло по двум причинам. Очевидно, только что созданная турбина имела хорошую перспективу устранения имеющихся недостатков, что благодаря усовершенствованию её конструкции в дальнейшем и произошло. Кроме того, стремительно увеличивающаяся мощность вновь строящихся кораблей приближалась к тому пределу, за которым паровые поршневые машины должны были выйти из эксплуатации.