การวางแผนสร้างชั้นเรือประจัญบานใหม่ได้เริ่มต้นขึ้นหลังจากญี่ปุ่นได้ออกจากสันนิบาตชาติและประกาศยกเลิกสนธิสัญญานาวิกวอชิงตันและสัญญารัฐนาวีกรุงลอนดอน จากปี ค.ศ. 1934 ถึง 1936 แบบเรือขั้นต้น 24 แบบก็เสร็จสิ้น แบบขั้นต้นนี้แตกต่างกันอย่างมากในเรื่องอาวุธยุทโธปกรณ์ การขับเคลื่อน ระยะทำการ และเกราะ หมู่ปืนหลักมีขนาดอยู่ระหว่าง 460 มม. (18.1 นิ้ว) และ 410 มม. (16 นิ้ว) ขณะที่อาวุธรองประกอบด้วยปืนที่ขนาดต่างกันไม่ว่าเป็น 155 มม. (6.1 นิ้ว) 127 มม. (5.0 นิ้ว) และ 25 มม. (0.98 นิ้ว) การขับเคลื่อนส่วนมากออกแบบให้เป็นเครื่องยนต์ลูกผสมระหว่างเครื่องยนต์ดีเซลและกังหันไอน้ำ มีหนึ่งแบบใช้เครื่องยนต์ดีเซลเพียงอย่างเดียวและที่เหลือใช้กังหันไอน้ำเพียงอย่างเดียว ระยะทำการที่ความเร็ว 18 นอต (33 กม./ชม.) ต่ำที่สุดคือ 6,000 ไมล์ทะเลในแบบ A-140-J2 ถึงสูงสุด 9,200 ไมล์ทะเลในแบบ A-140A และ A-140-B2 เกราะต่างกันไประหว่างสามารถป้องกันปืนใหญ่ 410 มม.ถึง 460 มม.[23]

หลังจากการพิจารณาทบทวนก็ได้เลือก 2 แบบจาก 24 แบบคือแบบ A-140-F3 และ A-140-F4 ความแตกต่างที่สำคัญคือระยะทำการ (4,900 ไมล์ทะเลกับ 7,200 ไมล์ทะเลที่ความเร็ว 16 นอต) แบบทั้งถูกนำมาศึกษาในข้อมูลข้นต้นครั้งสุดท้ายซึ่งแล้วเสร็จในวันที่ 20 กรกฎาคม ค.ศ. 1936 มีการปรับปรุงแบบขั้นสุดท้ายในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1937[24] โดยพลเรือตรี ฟุกุดะ เคนจิ (Fukuda Keiji) [25] มีระยะทำการ 7,200 ไมล์ทะเลจากการตัดสินใจครั้งสุดท้าย และยกเลิกเครื่องยนต์ลูกผสมดีเซลกับกังหันไอน้ำไปใช้แค่เพียงกังหันไอน้ำ การยกเลิกเครื่องยนต์ดีเซลจากแบบแปลนของเรือนั้นเนื่องมาจากปัญหากับเครื่องยนต์บนเรือพี่เลี้ยงเรือดำน้ำชั้น ไทเงอิ (Taigei) [24] ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ที่คล้ายกันกับเครื่องยนต์ที่จะติดตั้งบนเรือประจัญบานชั้นใหม่ เครื่องยนต์นั้นต้องการ "การซ่อมแซมอย่างมากและการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง"[26] เพื่อให้เครื่องยนต์สามารถทำงานได้สาเหตุเกิดจาก "ข้อบกพร่องในการออกแบบขั้นพื้นฐาน"[26] นอกจากนี้หากเครื่องยนต์เกิดเสียไม่สามารถซ่อมแซมได้ เกราะป้องกันหนา 200 มม.ที่ใช้ปกป้องพื้นที่บริเวณนี้จะกลายเป็นตัวขัดขวางในการที่จะเปลี่ยนเครื่องยนต์ใหม่แทนที่เครื่องเก่า[27]

แบบสุดท้ายมีมาตรฐานระวางขับน้ำ 64,000 ตัน มีระวางขับน้ำเต็มที่ 69,988 ตัน[28] ทำให้เป็นแบบชั้นเรือประจัญบานที่ใหญ่ที่สุดและเป็นเรือประจัญบานที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการสร้างมา ปืนใหญ่หลักในแบบเป็นปืนขนาด 460 มม. 9 กระบอก แบ่งเป็น 3 ป้อม ป้อมละ 3 กระบอกซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าเรือพิฆาตในยุคคริสต์ทศวรรษที่ 1930[25] แบบได้รับการอนุมัติอย่างรวดเร็วจากผู้บังคับบัญชาระดับสูงของกองทัพเรือจักรวรรดิญี่ปุ่น[29] มีเสียงคัดค้านจำนวนมากจากนักบินของกองทัพเรือซึ่งต้องการให้สร้างเรือบรรทุกอากาศยานมากกว่าที่จะสร้างเรือประจัญบาน[30][A 2] ในท้ายที่สุด เรือประจัญบานชั้นยะมะโตะมีแผนการจะสร้างทั้งสิ้น 5 ลำ[9]