Lớp Dido được dự định trang bị mười khẩu pháo 5,25 inch (133 mm) trên năm tháp pháo nòng đôi, vốn có thiết kế góc tròn tương tự như dàn pháo hạng hai của lớp thiết giáp hạm King George V. Tuy nhiên, việc thiếu hụt các khẩu pháo do những khó khăn trong việc chế tạo chúng đã đưa đến việc nhóm thứ nhất chỉ được trang bị tám khẩu pháo 5,25 inch trên bốn tháp pháo nòng đôi; tháp pháo thứ năm sau đó chỉ được bổ sung cho chiếc Dido. Nhóm thứ nhất cũng được trang bị một tháp pháo 4 inch (100 mm) nòng đơn và hai khẩu đội QF 2 pounder (40 mm) "pom-pom" bốn nòng.

Nhóm thứ hai có đủ năm tháp pháo 5,25 inch nòng đôi nhưng không được bổ sung pháo 4 inch (100 mm) nòng đơn. Vũ khí trang bị cho nhóm thứ ba hoàn toàn thay đổi do việc thiếu hụt pháo 5,25 inch, chỉ được trang bị tám khẩu pháo 4,5 inch (110 mm) trên bốn tháp pháo nòng đôi thay thế. Pháo 4,5 inch phù hợp hơn trong thực tế cho vai trò phòng không chính của lớp Dido. Tháp pháo 4 inch (102 mm) nòng đơn được áp dụng trở lại, và số lượng vũ khí QF 2 pounder "pom-pom" được tăng từ tám lên mười khẩu.

Lớp phụ Bellona chỉ khác biệt đôi chút so với những chiếc tiền nhiệm. Chúng có tám khẩu pháo 5,25 inch (133 mm) RP 10 Mark II trên bốn tháp pháo nòng đôi, và có dàn hoả lực phòng không được cải thiện đáng kể, với 12 pháo QF 2 pounder và 12 khẩu Oerlikon 20 mm. Cầu tàu của lớp phụ Bellona được hạ thấp một sàn so với ba nhóm trước đó, cho phép kiểm soát toàn bộ bằng radar đối với các tháp pháo 5,25 inch (133 mm) và 2 pounder, nhờ vào việc giảm trọng lượng bên trên. Những con tàu này sử dụng Hệ thống điều khiển hỏa lực góc cao (HACS).