Opancerzenie składało się z głównego pasa pancernego ze stali Harveya, wysokiego na 2,44 m (8 stóp), z czego 1,11 m znajdowało się ponad linią wodną przy normalnym zanurzeniu. Centralna, najgrubsza część pasa miała 229 mm (9 cali) i 68,28 m długości. Na końcach okrętu grubość zmniejszała się do zaledwie 102 mm (4 cali). Nad nim umieszczony był pas o grubości 152 mm, łączący barbety wież artylerii głównej. Barbety miały grubość 356 mm (14 cali), a 254 mm (10 cali) za piętnastocentymetrowym pasem pancernym. Pancerz wież miał 254 mm na froncie, 152 mm na bokach i 38 mm (1,5 cala) na dachu. Poprzeczne grodzie łączące barbety z głównym pancerzem wzdłużnym miały grubość 305–356 mm (152 mm na poziomie pokładu dolnego). Kazamaty artylerii średniej osłonięte były piętnastocentymetrowym pancerzem z przodu i pięciocentymetrowym z tyłu. Pokład pancerny miał 64 mm (2,5 cala) grubości w części poziomej, a 102 na skosach. Wieża dowodzenia chroniona była 345 mm stali.
Podobnie jak wszystkie inne pancerniki japońskie tego okresu, „Asahi” wyposażony był w cztery dalmierze optyczne FA3 o zasięgu skutecznym ok. 7300 m.