19世纪末期的前无畏舰队时代，长箱型结构的主炮炮塔设计日趋完善，装甲厚度从203毫米增大到254毫米。1906年12月完工的英国“无畏”号战列舰开创了战列舰的新时代。“无畏”号废除了传统的“中间炮”，采用单一主炮群，总计为双联装5座10门。而这主炮的前部防盾厚度也达到279毫米。第一次世界大战期间建造的英国战列舰，炮塔前盾厚度达到305毫米。
第一次世界大战和第二次世界大战期间，英式主炮塔的结构更加完善。MK1型15英寸主炮塔的装甲厚度为：前部324毫米、侧面274毫米、后部284毫米、顶部124毫米。英式炮塔构造比较简洁，炮塔正面通常是一个厚度平等的整体，正面装甲的倾角与火炮倾角相当，通常在30-45度。第二次世界大战前开始建造的“乔治五世”型战列舰，主炮正面厚度为324毫米、侧面174-224毫米、后部174毫米、顶部149毫米。显然，新式炮塔更重视顶部防御，而对后部防御大大削弱。这因为一方面炮塔一般总是正面对敌、而随着火药仰角射程最大，炮弹的落角也越来越大，顶部防御变得很重要。
大和级主炮塔
相比来说，德式炮塔的构造却很复杂。以“俾斯麦”型战列舰来说，主炮前盾分成两段，上面的一段倾角是65度，装甲厚150毫米；第二段倾角大概是15度，装甲厚360毫米。主炮塔侧面上段厚度为130毫米，下段厚度220毫米；后部上段厚150毫米，下段厚320毫米；顶部厚180毫米。英式炮塔一大特征是后部往往比较薄弱。与之相比，德国式炮塔的后部特别厚，几乎与正面装甲相差无几。德国战列舰通常要充当海上袭击舰，很可能遭到围攻，所以对炮塔后部也很重视。但德国炮塔的大倾角薄弱上部装甲，却是一个很大弱点。实战中，俾斯麦的四座主炮很快被英国战列舰罗德尼的16英寸巨炮击毁。据说有一发英国的14英寸炮弹没能击穿俾斯麦的360毫米正面装甲，但炮塔基座的340毫米装甲却被另外一发英国重型炮弹贯穿。
日本海军的主炮塔设计继承了英国传统，也采用整体正面装甲。可是日本人的设防重点却有所不同：大和型主炮正面装甲厚度为650毫米、侧面250毫米、顶部270毫米、后部190毫米。显然，日本人认为炮塔后部不需要太厚的装甲（或许因为日本人认为战列舰将用于舰队决战，后部不大可能暴露给对手），对顶部防御的重视程度却最高。这一方面当然是因为日本人重视大落角炮弹的威胁，但也顺应了航空战发达的趋势。1944年，美军的大型航空炸弹多次命中大和与武藏的主炮顶部装甲，却没能造成太大损害。
同样继承英国传统的美国战列舰，对炮塔后部却还是很重视（虽然不如德国人那么重视）：衣阿华型战列舰的主炮前盾为495毫米（两层钢板叠加的厚度），后部也厚达305毫米。炮塔侧面是241毫米，顶部却只有184毫米。
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