Штатный экипаж крейсера типа «К» состоял из 514 человек: 21 офицер и 493 нижних чина. Максимума численность экипажа достигла на «Кельне» в конце Второй мировой войны — 850 человек.
Батарея главного калибра состояла из девяти 150-мм орудий с длиной ствола в 650 калибров. Орудия были установлены в трехорудийных башнях С/25, две башни в корме, одна — в носу. Пушки стреляли снарядами массой 45,5 кг с начальной скоростью 960 м/с на максимальную дальность 14,05 морских мили (26 км), скорострельность — шесть — восемь выстрелов в минуту. Кормовые орудийные башни были установлены не в линию, для улучшения секторов обстрела первая кормовая башня была несколько смещена к левому борту, а вторая — к правому. На практике данная конструкторская изобретательность не нашла никакого применения, так из орудий главного калибра никогда не стреляли на максимальных углах поворота башен во избежание повреждения надстроек.
Вся вспомогательная артиллерия состояло всего-навсего из двух 88-мм орудий с длиной ствола 45 калибров в одинарных установках С/13. В 30-е годы вспомогательную артиллерию крейсеров типа «К» усилили. На «Кельне» вместо двух одиночных 88-мм пушек поставили две экспериментальных спаренных 88-мм установки С/25. В 1932 г. на «Карлсруэ» и «Кенигсберге» поставили по две дополнительных 88-мм орудийных установки С/25. В конечном итоге вся вспомогательная артиллерия крейсеров была приведена к единому стандарту: три спаренных 88-мм установки С/32 (орудия с длинной ствола 76 калибров). Первая спаренная 88-мм установка монтировалась по продольной оси корабля чуть впереди башни «В» главного калибра, две другие — на платформах справа и слева от кормовой надстройки. Есть данные, что на «Карлсруэ» в ходе ремонта 1938–1939 г.г. спаренные 88-мм установки были заменены спаренными 105-мм установками С/33 (длина ствола 65 калибров).
В 1934 г. на «Карлсруэ» было поставлено четыре спаренных 37-мм зенитных установки и восемь одиночных зенитных автоматов. В середине 30-х годов сходное зенитное вооружение получили и два других К-крейсера. В конце войны зенитное вооружение «Кельна» было усилено, по некоторым сведениям оно состояло из десяти 37мм орудий, 18 20-мм зенитных автоматов и четырех 40-мм орудий Бофорс.
На момент вступления в строй торпедное вооружение каждого К-крейсера состояло из четырех трехтрубных торпедных аппаратов калибра 500 мм, которые стреляли парогазовыми торпедами G7, такими же, как торпеды крейсера «Эмден». С появлением новых торпед G7a калибра 533 мм на крейсерах установили 533-мм торпедные аппараты, на двух из трех крейсерах в 1940 г. проставили по два четырехтрубных ТА. На всех трех кораблях было предусмотрена возможность размещения 120 мин заграждения, имелось съемное оборудование для постановки мин.