Проектом предусматривалась установка двух вертикальных паровых машин с двойным расширением пара (компаунд), в отличие для привычных для того времени горизонтальных, мощностью по 3500 л.с., но действующих на одну линию вала, что при движении с экономической скоростью позволило отключать одну машину и половину котлов, и давало значительную экономию топлива. Кроме того, для увеличения автономности спроектированный корабль сохранял полную фрегатную парусность и имел подъемный гребной винт, что, по мнению А.А. Попова, позволяло вводить в действие паровые машины только в случае необходимости. В этом ключ к пониманию того, почему в российском флоте вплоть до конца XIX в. продолжалась “крейсерская парусная эпоха”.

В результате, не внося существенных изменений в проект, одобренный генерал-адмиралом “в общем виде”, и избрав более отработанный вариант по типу броненосного фрегата “Минин”, Морской Технический комитет журналом № 22 от 15 февраля 1880 г., а затем и управляющий Морским министерством, одобрили проект для постройки полуброненосного фрегата крейсерского назначения, который должен был “наносить возможно больший вред неприятельской морской торговле и уходить от неприятельских броненосцев”.

Строительство полуброненосных фрегатов “Дмитрий Донской” и “Владимир Мономах” ознаменовало важный этап в отечественном судостроении — переход к серийному строительству новых кораблей крейсерского назначения для океанского плавания после первых, в какой-то степени экспериментальных, броненосных фрегатов “Князь Пожарский”, “Генерал-адмирал”, “Герцог Эдинбургский”, “Минин”. Приказом Главного командира Петербургского порта вице-адмирала Андреева от 10 марта 1880 г. строителем “предположенного к постройке” на Новом Адмиралтействе полуброненосного фрегата (пока имелся в виду только один корабль, которому еще не было присвоено имя) назначался корабельный инженер полковник Н.А. Самойлов, который до этого был наблюдающим за постройкой клипера “Опричник” на Балтийском Судостроительном и Механическом заводе. К подготовительным работам в Новом Адмиралтействе “приступить немедленно” — говорилось в приказе — ив помощь Главному строителю назначался штабс-капитан Потапов.

На казенном Новом Адмиралтействе 31 мая 1880 г. приступили к ремонту выбранного для строительства фрегата каменного эллинга (первого каменного, сооруженного в Петербурге в 1838 г.). Начали закладывать материалы для корпуса, готовить стапель, обновлять станочный парк.

Рассмотрев проект полуброненосного фрегата А.А. Попова, МТК потребовал вместо предусмотренного по спецификации железа изготовлять только из стали броневой шельф, обшивку под броню, машинные и котельные фундаменты. Этот стальной прокат на Новое Адмиралтейство начали поставлять Невский и Ижорский заводы, используя для прокатки стальные болванки Обуховского завода.

После получения первой партии из 99 листов стали с Невского завода на Новом Адмиралтействе 10 сентября 1880 г. началась стапельная сборка корпуса нового корабля, и одновременно было принято решение о строительстве такого же корабля на Балтийском судостроительном и механическом заводе, куда главным строителем был направлен подполковник Н.А. Самойлов, а его должность на Новом Адмиралтействе с 18 декабря занял штабс-капитан корпуса корабельных инженеров Н.Е. Кутейников.

Балтийский завод в этот период можно назвать частно-казенным заводом. Благодаря преимуществам частной организации (например — право заказывать материалы иностранным заводам). Балтийский завод, начав 10 февраля 1881 г. сборку корпуса пока еще безымянного полуброненосного фрегата, к сентябрю установил уже на стапеле 460 т конструкций. На Новом Адмиралтействе начали сборку корпуса на пять месяцев раньше, к сентябрю 1881 г. на стапель было поставлено только 210 т стали, после чего работы приостановились: Невский завод отставал от графика поставок стального проката, а Ижорский завод из-за поломки прокатного стана и вовсе прекратил выпуск тавробимсового проката.

1 марта 1881 г. был убит “царь-освободитель” Александр II, и на престол Российской империи, возложив руки на Шапку Мономаха при короновании в Кремлевском дворце, вступил Александр III.

28 марта 1881 г. Александр III из предложенного ему списка имен для строительства новых кораблей выбрал для полуброненосного фрегата Балтийского завода название "Владимир Мономах”, а для однотипного фрегата Нового Адмиралтейства — “Дмитрий Донской”. В результате последовавшей затем перетряски в правительственных кругах, в июне 1881 г. под предлогом болезни был смещен с должности Председатель корабельного отделения МТК вице- адмирал А.А. Попов. На его место назначили находившегося шесть лет в немилости вице-адмирала И.А. Шестакова, который в 1882 г., после принятия 20-летней судостроительной программы, сменил прежнего управляющего Морским министерством вице- адмирала А.А. Пещурова.

14 июля 1881 г. от верховного начальствования над флотом и должности председателя Государственного Совета отстранили генерал-адмирала великого князя Константина Николаевича, сына императора Николая I. Его сменил брат нового императора генерал-адмирал великий князь Алексей Александрович. На состоявшемся в августе 1881 г. Особом совещании, в котором участвовали военный министр П.С. Ванновский, управляющий Морским министерством А.А. Пещуров, руководивший Министерством иностранных дел Н.К. Гире (вместо все еще остававшегося министром престарелого А.М. Горчакова) и другие высокопоставленные лица, Алексей Александрович поставил перед собравшимися задачу найти средства для того, чтобы вывести флот из состояния “застоя и слабости”. На этом Особом совещании — впервые в ходе свободного обсуждения — были определены задачи флота на трех его главных театрах с учетом внешней политической обстановки. В частности, было решено, что при появлении угрозы на морях Тихого океана со стороны Китая и Японии, делающих “быстрые успехи на море”, туда следовало перебросить эскадры из состава Балтийского и Черноморского флотов.

22 сентября 1881 г. последовала резолюция Александра III на итоговые документы Особого совещания: “Совершенно одобряю эти заключения”. На их основе специально созданная Особая комиссия под председательством великого князя Алексея Александровича приступила к определению количества и типов предполагаемых к постройке кораблей. Вся программа обновления флота была рассчитана на 20-летний срок, начиная с 1883 г.

Тем временем на двух судостроительных предприятиях, расположенных напротив друг друга на левом и правом берегу Невы, шла параллельная постройка двух однотипных кораблей — своего рода