19世紀末期的前無畏艦隊時代，長箱型結構的主炮炮塔設計日趨完善，裝甲厚度從203毫米增大到254毫米。1906年12月完工的英國“無畏”號戰列艦開創了戰列艦的新時代。“無畏”號廢除了傳統的“中間炮”，採用單一主炮群，總計為雙聯裝5座10門。而這主炮的前部防盾厚度也達到279毫米。第一次世界大戰期間建造的英國戰列艦，炮塔前盾厚度達到305毫米。
第一次世界大戰和第二次世界大戰期間，英式主炮塔的結構更加完善。MK1型15英寸主炮塔的裝甲厚度為：前部324毫米、側面274毫米、後部284毫米、頂部124毫米。英式炮塔構造比較簡潔，炮塔正面通常是一個厚度平等的整體，正面裝甲的傾角與火炮傾角相當，通常在30-45度。第二次世界大戰前開始建造的“喬治五世”型戰列艦，主炮正面厚度為324毫米、側面174-224毫米、後部174毫米、頂部149毫米。顯然，新式炮塔更重視頂部防禦，而對後部防禦大大削弱。這因為一方面炮塔一般總是正面對敵、而隨著火藥仰角射程最大，炮彈的落角也越來越大，頂部防禦變得很重要。
大和級主炮塔
相比來說，德式炮塔的構造卻很複雜。以“俾斯麥”型戰列艦來說，主炮前盾分成兩段，上面的一段傾角是65度，裝甲厚150毫米；第二段傾角大概是15度，裝甲厚360毫米。主炮塔側面上段厚度為130毫米，下段厚度220毫米；後部上段厚150毫米，下段厚320毫米；頂部厚180毫米。英式炮塔一大特徵是後部往往比較薄弱。與之相比，德國式炮塔的後部特別厚，幾乎與正面裝甲相差無幾。德國戰列艦通常要充當海上襲擊艦，很可能遭到圍攻，所以對炮塔後部也很重視。但德國炮塔的大傾角薄弱上部裝甲，卻是一個很大弱點。實戰中，俾斯麥的四座主炮很快被英國戰列艦羅德尼的16英寸巨炮擊毀。據說有一發英國的14英寸炮彈沒能擊穿俾斯麥的360毫米正面裝甲，但炮塔基座的340毫米裝甲卻被另外一發英國重型炮彈貫穿。
日本海軍的主炮塔設計繼承了英國傳統，也採用整體正面裝甲。可是日本人的設防重點卻有所不同：大和型主炮正面裝甲厚度為650毫米、側面250毫米、頂部270毫米、後部190毫米。顯然，日本人認為炮塔後部不需要太厚的裝甲（或許因為日本人認為戰列艦將用於艦隊決戰，後部不大可能暴露給對手），對頂部防禦的重視程度卻最高。這一方面當然是因為日本人重視大落角炮彈的威脅，但也順應了航空戰發達的趨勢。1944年，美軍的大型航空炸彈多次命中大和與武藏的主炮頂部裝甲，卻沒能造成太大損害。
同樣繼承英國傳統的美國戰列艦，對炮塔後部卻還是很重視（雖然不如德國人那麼重視）：衣阿華型戰列艦的主炮前盾為495毫米（兩層鋼板疊加的厚度），後部也厚達305毫米。炮塔側面是241毫米，頂部卻只有184毫米。
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