该舰以德意志级装甲舰的后继舰设计,整体长230米,水线225米,吃水25.5米,幅宽25.5米,吃水8.5米。该舰使用涡轮发动机,能提供125,000轴马力和29节的最高航速
D级装甲舰将配有与德意志级相同的装备,有2座三连装280毫米/52 C/28速射炮,该炮实际口径为283毫米,并能发射穿甲弹和高爆弹,炮弹都重达300公斤。该炮采用双推进装药,包括36公斤的前部炸药和在黄铜弹壳里的71公斤主弹药。发炮初速为910米/秒,最大仰角为40度,射程有36,475米,射速为每分钟2.5发。然而,预计装设8门火炮的D级装甲舰,当时却仅有一门四连装炮塔得以采用。在配有共900发弹药的舰体里,每炮能发射150枚炮弹。还设计了8门150毫米SK L/55速射炮、8门105毫米的SK L/65防空炮和其他防空武器。另外也配有533毫米的鱼雷发射管。
D级采用克虏伯的加工钢作为它的装甲,上部甲板有35毫米厚,前甲板主装甲带有70毫米、舰身中部有80毫米和船尾的70毫米装甲。指挥塔侧面装甲则厚达300毫米、主装甲带220毫米和避难区装甲有50毫米。
预计建造舰只在设计时被命名为D舰和E舰,并预计命名为阿尔萨斯号(Elsaß)和黑森号(Hessen),以取代老旧的前无畏舰—阿尔萨斯号战斗舰和黑森号战斗舰。当首舰—D舰建造合约已于1934年1月25日与威廉港的威廉造船厂签订后签订后,该建的龙骨于2月14日铺设,但建造工程突然于7月5日暂停,因为设计人员决定改进其主炮。因此,E舰迟迟没有开工。最后其建造工程被拥有更强火力的沙恩霍斯特级所取代。