Lớp Danae được dựa trên thiết kế của lớp tàu tuần dương C dẫn trước, nhưng được kéo dài thêm 20 foot (6 m) cho phép một khẩu pháo 6 inch (152 mm) thứ sáu được bổ sung, bố trí giữa cầu tàu và ống khói phía trước; khiến cho nó có cấu hình pháo 'A', 'B', 'P', 'Q', 'X', 'Y'. Ngoài ra, những ống phóng ngư lôi nòng đôi của lớp C được thay thế bằng kiểu ba nòng, cho phép những chiếc Danae có tổng cộng 12 ống phóng, trang bị ngư lôi mạnh nhất từng có trên một tàu tuần dương. Hệ thống động lực và cách bố trí chung tương tự như nhóm Ceres của lớp tàu tuần dương C; tuy nhiên, Danae, Dauntless và Dragon được đặt hàng trước nhóm Capetown, nên không thể tích hợp những cải tiến về mũi tàu như với Capetown, vốn có một mũi tàu loe và nâng cao phía trước kiểu "tàu đánh cá" để khắc phục khuyết điểm bị "ướt" nhiều khi đi biển khơi. Đó là một cải tiến thành công và được áp dụng cho mọi lớp tàu tuần dương Anh sau này, ngoại trừ chiếc HMS Birmingham năm 1935. Despatch và Diomede có bề ngang mạn tàu được tăng thêm 0,15 m (6 inch) để cải thiện độ ổn định, và Dragon cùng Dauntless được hoàn tất với một sàn chứa dành cho một thủy phi cơ tích hợp vào cầu tàu, trong khi bệ hoa tiêu được đặt bên trên. Delhi, Dunedin, Durban, Despatch và Diomede được trang bị bệ cất cánh dành cho một máy bay có bánh phía đuôi tàu. Despatch và Diomede được hoàn tất với pháo phòng không 102 mm (4 inch) thay vì kiểu pháo 12 pounder (3 inch) trên những chiếc tàu chị em, và Diomede có tháp pháo 'A' được bọc trong một vỏ kín thời tiết CP Mark XVI, cải thiện điều kiện cho thủy thủ đoàn phải chịu đựng những yếu tố thời tiết xấu trên sàn tàu phía trước.