Ủy ban Tướng lĩnh vừa mới hoàn tất việc thiết kế lớp Nevada khi họ tiếp tục chuyển sang thiết kế lớp thiết giáp hạm dreadnought thứ bảy của Hải quân Mỹ sử dụng các thông số của thiết kế 1913: 12 khẩu pháo chính 355 mm (14 inch)/45 caliber, 22 pháo hạng hai 127 mm (5 inch)/51 caliber, tốc độ 38,9 km/h (21 knot), và lớp vỏ giáp tương đương với lớp Nevada. Các thay đổi nhỏ trong cách bố trí pháo hạng hai vào các nhóm điều khiển hỏa lực. Sức mạnh của Ủy ban Tướng lĩnh được thể hiện trong việc đòi hỏi những con tàu tốt hơn từ Văn phòng Chế tạo và Sửa chữa và vượt qua sự đình trệ từng xảy ra với lớp thiết giáp hạm Nevada. Kết quả là giờ đây con tàu mang theo mười hai khẩu hải pháo 355 mm (14 inch)/45 caliber sử dụng tháp pháo ba nòng trên cả bốn vị trí từng có trên các lớp trước đây cho đến tận lớp Colorado khi các tháp pháo nòng đôi 406 mm (16 inch) được sử dụng.

Việc bảo vệ dưới nước

Các nhà thiết kế đã ghi nhận sự gia tăng về kích cỡ, tầm xa và sức nổ của ngư lôi cũng như sự tiến triển trong thiết kế của bản thân ngư lôi. Thêm vào đó, việc thiết kế kiểu ngư lôi Davis cũng là một mối quan tâm. Ngư lôi Davis có một đầu đạn pháo 203 mm (8 inch) đặt trong một nòng pháo bố trí trong quả ngư lôi. Do kết quả của một loạt thử nghiệm các thùng chắn được chế tạo (thực ra là các ngăn lườn tàu được đề nghị chế tạo) và thử nghiệm với cả vỏ giáp bên ngoài và bên trong; vũ khí Davis có thể gây hư hại, nhưng câu trả lời cho nó là tăng cường lớp vỏ giáp ngoài. Tuy nhiên, tăng cường lớp vỏ giáp ngoài lại làm gia tăng mức độ hư hại gây ra bởi một quả ngư lôi thông thường. Kết quả của các cuộc thử nghiệm với thùng chắn đưa đến việc lớp Pennsylvania được thiết kế một hệ thống vỏ giáp bốn lớp: từ ngoài vào trong gồm có thép mỏng, không khí, thép mỏng, dầu, thép mỏng, không khí, và cuối cùng là lớp thép dày 240 mm (9,5 inch) ở trong cùng. Kết cấu như vậy làm cho sức mạnh của vụ nổ ngư lôi bị phân tán trong khoảng không khí và làm biến dạng ngăn chứa dầu, cho phép chịu đựng sức nổ của 136 kg (300 lb) thuốc nổ đặt ở ngăn lườn tàu. Thiết kế này được xem là tương đối tiên tiến so với mọi lực lượng hải quân vào thời đó.[1]

Động cơ

Nhờ sự phát triển của kỹ thuật turbine hơi nước, lớp tàu này đã từ bỏ kiểu động cơ hơi nước ba buồng bành trướng đặt dọc không được ưa chuộng. Hãng Fore River đã thể hiện hiệu suất sử dụng của kiểu động cơ turbine hơi nước hộp số trên số tấn dầu tiêu hao. Một thiết kế động cơ khác được sử dụng trong thiết kế thiết giáp hạm Mỹ là turbine điện được ưa chuộng nhờ sự phân ngăn mà cấu hình này cung cấp. Lớp Pennsylvania áp dụng động cơ theo sơ đồ 4 turbine và 4 trục chân vịt sẽ được sử dụng trong tất cả các thiết kế thiết giáp hạm Mỹ sau này.