Zara級不僅裝甲噸位高，而且遵循重點防禦布局，防禦分布相對均衡。其垂直防禦主要由水線裝甲帶提供。這條裝甲帶從前主炮塔下方延伸至後主炮塔下方，上部與中層裝甲相連，不僅保護動力艙，也保護彈藥庫。與英美動力艙和彈藥庫不同的是，這種裝甲從前到後均勻分布，最厚的上部達到150 mm，逐漸減小到100 mm，裝甲帶前後設置裝甲隔墻，水線以上120mm，水線以下90mm。這樣，中間甲板、水線裝甲帶和裝甲隔墻就形成了壹個封閉的裝甲箱。此外，在中層甲板和上層甲板之間是壹個30毫米的裝甲外板。
橫向防禦壹點也不弱，主要是上下兩層防護。上層甲板鋪設20 mm破片裝甲，中層甲板鋪設70 mm裝甲甲板。
炮塔防禦，其炮塔面板為150 mm，炮塔座圈為150 mm，但甲板間軸部只有10 mm，略薄。
另外，指揮塔的裝甲為150 mm，但由於采用了雙底和側分艙水密結構，水下防禦非常薄弱。