Kadłub „Nowgoroda” chroniony był pancerzem z płyt żelaznych, na burtach konstrukcji przekładkowej. Burtowy pas pancerny o wysokości sześciu stóp (ok. 182 cm) miał grubość 229 mm w górnej części i 178 mm w dolnej i był wsparty na podkładzie z drewna tekowego grubości 229 mm oraz pokryty zaokrąglonymi balami drewnianymi. Opancerzenie pokładu składało się z płyt pancernych grubości 70 mm, w newralgicznych miejscach wzmocnionej dodatkowymi płytami o grubości 152 mm. Centralnie umieszczona barbeta miała pancerz identyczny z ochroną burt okrętu. Całość opancerzenia miała masę około 760 ton.
Uzbrojenie pierwszej popowki stanowiły dwa, umieszczone w barbecie, gwintowane działa odtylcowe kalibru 280 mm, skonstruowane w zakładach Kruppa. Mogły one wystrzelić pocisk przeciwpancerny o masie 225,2 kg na maksymalną odległość 3700 m (według innych źródeł 4250 m) przy prędkości wylotowej 392 m/s. Każde z dział mogło strzelać niezależnie, zaś szybkostrzelność wynosiła 1 strzał na około 12 minut na lufę. W 1876 roku opracowano kartacz dla dział kal. 280 mm. Miał on masę 98,28 kg i mieścił 98 kul o masie 0,836 kg każda. W trakcie służby uzbrojenie okrętu uzupełniono o działa 4-funtowe (kal. 87 mm), dla zwalczania torpedowców i działa desantowe kal.