Główne uzbrojenie okrętów typu Chikuma stanowiło osiem pojedynczych dział kalibru 152 mm (15 cm), o długości lufy 45 kalibrów (L/45)Działa 152 mm L/45 m.in. według , i . Niektóre publikacje podają jednak długość lufy L/50 (np. ).. Działa wyposażone były maski ochronne i umieszczone po jednym na pokładach dziobowym i rufowym oraz po trzy na każdej burcie na śródokręciu. Uzupełniały je cztery działa kalibru 76 mm (nominalnie 8 cm) Typ 41 oraz dwa przeciwlotnicze karabiny maszynowe Maxim kalibru 6,5 mm. Ponadto krążowniki dysponowały trzema stałymi nadwodnymi wyrzutniami torpedowymi kalibru 450 mm z sześcioma torpedamiWyrzutnie torpedowe kalibru 18 cali (457 mm) miały w rzeczywistości kaliber 450 mm ().
W 1924 roku dwa działa 76 mm na „Hirado” zamieniono na dwa działa przeciwlotnicze tego samego kalibru Typ 3 (na pozostałych okrętach tego typu zdjęto trzy działa)Tak . Według , działa przeciwlotnicze zamontowano w 1924 roku, lecz dwa działa artylerii średniej zostały zdjęte dopiero około 1932 roku.. Umieszczono je na platformach po bokach pary kominów nr 3 i 4. Pozostałe działa artylerii średniej zdjęto w 1932 roku.