Budowa thumb|left|„Yamato” podczas budowy, 20 września 1941 Szefem zespołu konstruktorskiego był wiceadmirał Keiji Fukuda, szefem doradców był znany japoński konstruktor okrętów, emerytowany admirał Yuzuru Hiraga. W latach 1935 i 1936 rozpatrywano aż 24 warianty projektu A-140, o różnych wielkościach i konfiguracjach (większość przewidywała całe uzbrojenie główne na dziobie wzorem brytyjskiego „Nelsona” i napęd kombinowany, składający się z turbin parowych i silników Diesla). Pierwszy i największy projekt A-140 zakładał wyporność 69,5 tys. ton, długość 294 m na linii wodnej, szerokość 41,2 m i turbiny o mocy 200 tys. koni parowych na wale (SHP – ang. Shaft Horse Power), zapewniające prędkość 31 węzłów. W ostatecznym projekcie A-140-F5 wyporność ograniczono do 65 tys. ton, moc do 150 tys. SHP, a prędkość do 27 węzłów.
Wstępne charakterystyki okrętów ustalono w październiku 1935 (dziewięć dział 460 mm w trzech wieżach, w tym dwóch na dziobie). Wybrany projekt wstępny A-140-F5 opracowano 20 lipca 1936, a plany ostateczne w marcu 1937, decydując się na napęd wyłącznie turbinowy. W celu budowy pancerników musiano zmodernizować stocznie, a w Yokosuka i Sasebo zbudowano nowe duże doki.