炮全重约16吨，后部敞开无装甲保护。还有2四联装40米乒乓炮。射速每分钟115，有效射程1100。此外还有2座四联枪，但使用中发现容易卡弹，后在改装中取消。由于是战前设计的，对来自空中的威胁考虑不足，刚建成时地防空火力显得比较单薄。
改装后的该级舰还装有20毫米口径厄利孔高炮，射速初速为835/秒，最大射程5700米米博福斯高炮，炮弹发射后通常可在大约5000距离上自爆以增大命中率，最大射速每门炮约为120/分钟。此外还有533米鱼雷发射管6座三联装)，，>造成一定威胁。
该级舰地防护水平中等，比饱受恶评的薄壳舰法兰克福级要好的多，基本接近美国布鲁克林级的水平。114毫米，能抵御从外射来的152米炮弹和近失的203米的炮弹破片。弹药舱装甲最厚处达114米，甲板装甲32-51毫米，炮塔装甲25米。帕森斯齿轮传动涡轮蒸气发动机，产生功率达到75000马力。使得这艘标准排水量9300吨的巡洋舰速度达到了32左右，与布鲁克林级相当，
所以，德舰的150米火炮对南安普敦级制造成了一些伤害，而主要的伤害都是德舰480米巨炮造成的。而实际上，德国人为什么要射击英国巡洋舰，这个命令受到了很多人的质疑，因为很明显，英国巡洋舰并不能威胁到德舰的安全，德舰应该把火力集中到英国战列舰上去。不过历史上的事实就是，德舰突然开始集中射击英国巡洋舰，而不顾战列舰编队。
“谢菲尔德”号上的情况，和早些时候发生“猛击”号沉没这一悲剧之前的情况十分相似。它在薄雾笼罩的海上继续全速行驶着，一会儿驶出这一雾障，一会儿又陷入另一雾障之中。舱面上的瞭望员们依然全神贯注，坚守岗位。军舰冲破浪涛溅起的海水，不时地打在他们身上，他们还是沉着地用望远镜搜索着军舰四周的海面，雷达在早些时候已经罢工了。
“右舷5，发现军舰！”前面的一个瞭望员突然大声喊道。那正是“威廉三世”号在破浪前进。它正从雾中驶出，径直地朝“谢菲尔德”号冲来。
舵手上方的话管里传来了舵令：
“左满舵！”
舵手立刻转动舵轮，看着罗盘里的刻度盘平稳地旋转着。军舰带着很大的横倾，急剧地改变航向。
锅炉舱开始全速运转，哒哒作响的指示器上显示出“施放烟幕”。在军舰转向的同时，各种操纵阀门都开到了最大位置。一位司炉打开阀门，让烟雾大量冒出。从炉膛的窥视孔里，可以看到翻滚着的白炽火焰，瞬时变成了浓黑色。
达兰蒂站在最高处，他是“谢菲尔德”的观察员，北冰洋的寒风几乎将他冻僵。当军舰横倾时，他尽量保持着身体的平稳。他举着望远镜，一刻不停地观察着水天线。当军舰在新航向上照直行驶时，突然，“威廉三世”号清晰的轮廓跃入他的视野，他还清楚地看到敌舰射击的火光和炮烟。