W toku wojny w listopadzie 1914 roku przystosowano „Admirała Makarowa” do przenoszenia 158 min morskich wzór 1912, montując tory na pokładzie i zrzutnie, jednak w praktyce nie zabierano więcej niż 120 min z uwagi na zatłoczenie pokładu i utrudnienie w obsłudze dział.
Na przestrzeni 1916 i 1917 roku zmodyfikowano uzbrojenie artyleryjskie „Admirała Makarowa” i drugiego „Bajana”, instalując na wzmocnionym pokładzie górnym tuż przed masztem rufowym trzecie działo kalibru 203 mm L/45 na centralnej podstawie, dysponujące kątem ostrzału po 100° na każdą z burt. Jego kąt podniesienia był mniejszy i wynosił 18°. Działo to nie otrzymało ostatecznie przewidywanej pierwotnie maski ochronnej. Na pokładzie na śródokręciu dodano z kolei cztery działa kalibru 152 mm, po dwa na burtę, z kątem ostrzału po 130°, zwiększając tym samym ich liczbę do dwunastu. Zdecydowano zdjąć w zamian wszystkie mało przydatne działa kalibru 75 mm, przy tym działa z centralnej kazamaty usunięto już podczas prac przygotowawczych na początku 1916 roku. Ostatecznie przenoszony zapas amunicji wynosił w przypadku „Makarowa” 465 pociski kalibru 203 mm i 2663 kalibru 152 mm. Działo kalibru 203 mm zamontowano w lipcu 1916 roku. Najprawdopodobniej natomiast pokładowe działa kalibru 152 mm „Admirał Makarow” otrzymał dopiero pod koniec sierpnia 1917 roku w Rewlu.