Не взирая на разницу в размерах и водоизмещении «Лейпциг» и «Нюрнберг» имели одинаковые силовые установки. На кораблях стояло по шесть водотрубных котлов. Турбозубчатые агрегаты крейсера «Лейпциг» изготовила фирма Германия, крейсера «Нюрнберг» — фирма Дойче Верке. Расчетная мощность силовой установки — 60 000 л. с, но на практике она развивала все 66 000 л. с, позволяя крейсеру развивать скорость полного хода в 32 узла. Дизельная часть комбинированной силовой установки представляла собой четыре 7-цилиндровых дизель-мотора фирмы М-7 MAN мощностью 3100 л.с. Под дизелями крейсер развивал скорость полного хода в 16,5 узлов. После торпедирования «Лейпцига» британской подводной лодкой в конце 1939 г., его не стали восстанавливать до 100 % боеспособности. Не производился ремонт разрушенных взрывом торпеды котлов, взамен котельные отделения переоборудовали под кубрики для курсантов, а корабль получил статус учебного.
Толщина броневого пояса на обоих крейсерах составляла по максимуму 50 мм, толщина горизонтальной бронепалубы — 20 мм, в районах боекомплекта к башням главного калибра — 40 мм. Бронепалуба имела скосы к бронепоясу, толщина скосов 25 мм. На «Лейпциге» стояла никелево-стальная броня Круп Pz240, на «Нюрнберге» — Wotan hart и Wotan weich, два новых варианта гомогенной брони, превосходившие по своим качествам броню Pz240.
Штатный экипаж «Лейпцига» насчитывал 26 офицеров и 508 нижних чинов. В военное время экипаж «Нюрнберга» был увеличен в конце войны до 896 человек.
Главный калибр обоих крейсеров — девять 150-мм орудий (длина ствола 60 калибров) в трехорудийных башнях С/25. Такие же башни стояли на К-крейсерах. Размещение башен такое же, как на К-крейсерах, но кормовые башни расположены строго на продольной оси.
Вспомогательная артиллерия «Лейпцига» состояла из двух одинарных 88-мм орудий с длиной ствола 45 калибров (С/13). В 1934 г. корабль дополнили еще двумя такими же пушками. В конце 30-х годов эти четыре одинарных орудийных установки заменили тремя спаренными пушками «восемь — восемь» с длиной стволов 76 калибров (С/32); спаренные 88-мм разместили так же, как на К-крейсерах.
В 1941 г. на крейсере поставили восемь 37-мм зенитных пушек в четырех спаренных установках С/30 и 14 одиночных 20-мм зенитных автоматов (в установках С/ 30 или С/38). В конце войны на крейсере стояло 12 зениток калибра 37 мм и 22 зенитки калибра 20мм.
На «Нюрнберге» на момент вступления корабля в строй имелось четыре спаренные 88-мм орудия и четыре спаренных 37-мм зенитки. По ходу войны на корабль поставили 20-мм зенитные автоматы.
Изначально крейсера были вооружены четырьмя трехтрубными торпедными аппаратами калибра 533 мм, установленными на главной палубе. Торпедные аппараты стреляли торпедами G7a. В 1939 г. кормовые торпедные аппараты были демонтированы с обоих крейсеров. Передние торпедные аппараты с «Лейпцига» сняли предположительно в 1941 г.