При перевооружении кораблей МТК предлагал не менять систему бронирования, а ограничиться заменой старых сталежелезных плит верхнего и нижнего казематов на новые крупповские, толщиной в 75% от толщины старой плиты. Замена брони уменьшала перегрузку на "Чесме" и "Екатерине П" на 308 т, на "Синопе" – на 128 т. Соответственно уменьшалась и осадка: от 7,6 см на "Синопе" до 13 см на "Чесме".
Начать модернизацию тогда не смогли – в Петербурге артиллерию изготовили бы только через четыре года.
Спустя 2 года (декабрь 1899 г.) артиллерийский отдел МТК вновь поднял вопрос о перевооружении этих броненосцев. "Все они, благодаря быстрому развитию техники, менее чем за десять лет устарели и являются теперь более чем слабыми по сравнению с новыми броненосцами", – говорилось в решении Комитета.
Теперь МТК предложил кардинально переделать корпуса и установить на "Чесме" и "Синопе" новые котлы системы Бельвиля. Корпуса выше батарейной палубы полностью перестраивались, и затем на кораблях устанавливались две башни с двумя 305-мм орудиями, а во вновь устанавливаемых отдельных казематах располагались десять 152-мм орудий Канэ. На модернизацию всех трех броненосцев МТК запросил 8 миллионов рублей.
Но и этому проекту не суждено было осуществиться. На "Екатерине II" котлы уже меняли, а средств на быстрое изготовление брони и артиллерии не было – шло усиленное строительство кораблей для Тихого океана.
Два отечественных бронепрокатных завода Ижорский и Обуховский полностью были загружены изготовлением брони для пяти броненосцев типа "Бородино". Им предстояло в общей сложности сделать 13 500 т плит. Имея общую производительность 4000 т в год, они по плану выполнили этот заказ лишь спустя
три с половиной года, после чего их ждала новая работа – изготовление брони для строившегося в Николаеве броненосца "Князь Потемкин Таврический". Аналогичным образом обстояли дела и на Металлическом заводе, изготавливавшем башни, и в цехах Пути- ловского завода, где шло производство 305-мм 40-кали- берных орудий. Выполнить заказ для первых трех черноморских броненосцев они могли не ранее апреля 1902 г.
После замены котлов в июне 1902 г. на "Екатерине II" начались сначала швартовые, а 26 октября того же года и ходовые испытания, на которых броненосец развил наибольшую скорость 15 узлов при 82 оборотах винта и мощности 9978 л. с.
В мае 1903 г. на одном из заседаний артиллерийского отдела в МТК настояли на том, чтобы на "Чесме" начать одновременно с заменой котлов и перевооружение. Основными доводами отделения являлись представленные сведения о перевооружении почти всех устаревших броненосцев на флотах мира. Особо показательным, по мнению начальника артиллерийского отдела генерал-майора Кроткова, было перевооружение даже двух весьма устаревших японских броненосцев "Фусо" и "Чин-Иен". Весомым аргументом являлось и то, что на кораблях типа "Екатерина II" метацентрическая высота составляла 1,06 м, в то время как броненосцы других стран того же водоизмещения и времени постройки имели всего около 0,76 м. Это давало большие возможности для любой модернизации, не опасаясь при этом за остойчивость. На модернизацию "Чесмы" требовалось три года и 4 миллиона рублей. Корабль имел обе машины в хорошем состоянии и легко мог бы развить скорость более чем 13,5 узлов при условии большей производительности котлов.