Система бронирования и крепления брони не отличалась от такой же системы первых двух батарей. Но для защиты сверху от осколков снарядов боевую рубку "Кремля" прикрыли 25,4-мм железной крышей. Боевые рубки предыдущих батарей не имели хорошего обзора по горизонту, поэтому на крыше боевой рубки прорезали два квадратных люка с железными крышками.
Для усиления защиты верхней палубы Кораблестроительный департамент принял 24 ноября 1865 г. решение положить поверх существующей 12,7-мм железный настил, ведя общую толщину палубной брони до 29 мм. что вызвало дополнительные расходы в 49836 рублей. По предложению завода "Броун и К°" в Шеффилде, изготовлявшего прокатную броню для батареи, все плиты ниже портов сделали шире. т. е. из трех поясов вместо четырех (длину плит не меняли), что усилило монолитность броневой защиты.
Как и на второй батарее, крюйт-камеры и бомбовые погреба сверху прикрывались 25,4- мм железными листами. Все это вместе взятое значительно усилило броневую защиту.
Интересным новшеством являлось и специальное приспособление для лота. С обоих бортов, от днища до батарейной палубы, проводились две вертикальные трубы, над которыми висели блоки. Опустив лот в трубу, можно было под защитой брони замерять глубину, что имело важное значение во время боевых действий в шхерах.
Проектное вооружение состояло из восемнадцати 203-мм нарезных пушек. Казематные орудия, предназначавшиеся против броненосных кораблей на коротких дистанциях, имели минимально необходимый для этого угол возвышения 5 градусов. Для ведения огня на больших дистанциях предусматривались две пушки на поворотных платформах. стоявшие открыто на верхней палубе. Четыре крайних казематных орудия могли передвигаться в погонные и ретирадные порты. В процессе службы артиллерийское вооружение неоднократно менялось, но в основном устанавливались гладкоствольные пушки, кроме двух системы Энгстрема и одной мортиры.
Испытание батареи "Кремль" проводилось 6 октября 1866 г. на мерной линии Кронштадта при ветре 2–3 балла. При 70–78.5 об/мин машина развила индикаторную мощность 913 л.с. При углублении форштевнем 4.4 и ахтерштевнем 4.8 м батарея показала скорость на первом галсе 8,95, на втором 8,1 узла. Сильная вибрация в золотниках объяснялась тем. что конструкция машины рассчитывалась лишь на 60 об/мин. После некоторой доработки вибрация прекратилась.
Большой запас прочности позволил машине удовлетворительно проработать весь долгий период службы этой батареи. В 1S76 г. на нее поставили котлы с винтового корабля "Синоп", но к 1886 г. они значительно износились, н 28 августа Кронштадтский военный порт заменил их котлами, снятыми с яхты "Держава". В I892 г. котлы заменили снова, но также на физически н морально устаревшие. Установка других котлов исключалась, так как машина не рассчитывалась на применение пара высокого давления К концу кампании 1899 г. котлы в некоторых местах даже проржавели насквозь. В 1901 г. "Кремль" получил котлы с мониторов "Вещун" и "Лава".
Как и первые две броненосные батареи, третья отличалась большой рыскливостью, а скуловые кили и фальшкиль не приводили к ее уменьшению. 3 августа 1869 г. во время учений броненосной эскадры "Кремль" столкнулся с фрегатом "Олег", который через 15 минут затонул на небольшой глубине. Батарея же пострадала незначительно — в узкий таранный отсек поступало небольшое количество воды. 1 ноября 1881 г. Кораблестроительное отделение МТК решило оборудовать батарею паровым рулевым приводом, снятым с эскадренного броненосца "Петр Великий". Это потребовало установить вспомогательный котел высокого давления и переделать площадку для входа в кочегарное отделение. Следует подчеркнуть, что такая площадка принесла много неудобств, так как основательно загромождала и без того тесное котельное отделение. Поэтому к началу кампании 1883 г. рулевую паровую машину и вспомогательный котел сняли. Во время зимнего ремонта 1882/83 г. в жилых помещениях установили паровое отопление.
Во время перехода из Кронштадта в Ревель 29 мая 1885 г. "Кремль" попал в сильный шторм. Волны перекатывались через палубу, корпус, пострадавший ранее от нескольких столкновений и посадок на мель, дал течь; вода прибывала особенно сильно в корме, которая все более оседала. Качка достигала 30–33° при 12 размахах в минуту, батарея начала принимать воду орудийными портами и шпигатами.
Грозившее затопление на глубине 85 м вынудило командира изменить курс, чтобы притопить батарею на мелководье. Положение усугублялось еще и тем, что перегрелся подшипник гребного вала, сильно стучавшего из-за обнажения винта, и машину пришлось остановить. Под парусами "Кремль" 31 мая достиг песчаной мели в заливе Кунда в тот момент, когда положение становилось все более опасным.