向德国出口钢面铁甲。最终德国人通过反复试验，生产出了自己的钢面铁甲，并最先应用到了“定远”级铁甲舰上。“萨克森”级铁甲舰中2艘建造时间晚于“定远”级的军舰，即应时采用了钢面铁甲。“定远”级铁甲舰成为德国造船工业中第一型采用复合装甲的军舰，为德国舰船工业提供了技术积累。
在铁甲堡防护区域之外，“定远”级军舰的首尾敷设有76毫米厚的装甲甲板以加强防护能力，2座305毫米露炮台的炮座采用305毫米的装甲，而305毫米大炮的圆柱形炮罩厚度则只有薄薄的1英寸。舰体内部结构方面，采用双层底和水密隔舱设计，继李凤苞之后出任驻德公使的许景澄在检验报告中有详细描述：“船底铁板以上相距一迈当（米）余，有双层底铁板，用龙骨脊板上下抵连，又用直肋纵横相连，截成隔堵五十八格，使临战时船底偶有触损，水入不能通灌。双层底上分上、中、下舱3层……上、中、下舱各以铁板横直成壁，为隔舱一百五十四间，为受弹时水灌之备”。
“定远”级军舰的外部的甲板主要分为2层，均敷设柚木地板。位置在下的一层是主甲板，由于干舷较低容易上浪，平时主要在装煤作业和起锚作业时使用。在舰体中部的主甲板上，左右共分布了12个类似下水道盖的铁盖，这便是煤舱的填煤口；在填煤口附近，还有12个直径稍小的盖子，是用于给甲板下采光的采光窗，在军舰后部主甲板上也有16个同样功能的采光窗。在主甲板前部，舰首左右各有一块内侧高外侧低的锚床，上面摆放有2大2小共4个铁锚，由首楼甲板上的2根巨大的吊臂来吊放使用。主甲板后部，舰尾左右也各有一块略小的锚床，摆放2个标准的海军锚，由附近的2件吊锚杆吊放。此外在靠近船首的两舷各有一组吊艇架，悬挂2艘8桨舢板小艇。
“定远”级军舰的主要作业甲板是位于首尾楼顶部的甲板，这里是水兵的主活动区域。首楼甲板上自舰首150毫米火炮以后，分别布置有供人员出入的2处舱盖，以及用于起锚的大绞盘，尾楼甲板自舰尾150炮以后，分别是用于给底部舱室通风采光的大型水密天窗棚、用于舰尾起锚的绞盘、以及机舱棚等。在尾楼甲板上还设置有8组搁艇架，用于搭载舰载鱼雷艇以及舢板小艇，尾楼甲板的两侧有中空的舷墙，内部用于储放吊床、绳索等杂物，上面则架设各类口径的机关炮。无论平时、战时，这里都是最忙碌的地方。
“定远”级军舰的指挥中枢位于2座305炮台相接的部位，那里竖立着一座用8英寸装甲防护的司令塔，里面装有舵轮、罗经、传话筒等指挥、通信装置，塔壁上有很多类似碉堡枪眼的细长观察窗，战时军官们就在这里指挥军舰。这间由装甲保护的司令塔上方托举着一个由铁、木材料构成飞桥，即“定远”级军舰的露天指挥台。飞桥前后各有2具梯子通往首尾楼甲板，飞桥甲板上露天安装有罗经、车钟，飞桥两翼翼端则安装着左红右绿的航行灯。在飞桥中部有一个椭圆形的开口，即是从飞桥上进入司令塔的入口，飞桥后部有一间木头构建的小房子，里面摆放着拥有几组大抽屉的信号旗箱。这便是“定远”级铁甲舰的指挥枢纽所在。与之配套，在和飞桥甲板接邻的前桅杆下部设有一个斗状的桅盘，称为望台，安装有照度分别为8000枝烛光和20000枝烛光的探照灯各1具，里面有专门负责观察、了望任务的官兵值守；另外在“定远”级军舰的后桅杆附近还有一套备用的指挥系统，一座装有标准罗经的露天指挥台，附近还有一件由3个直径为2米的轮盘串联起来的人力舵轮组，当司令塔里的水压舵轮发生故障时，便有6名身强力壮的水兵分列两旁转动人力舵轮，来扳动水底巨大的舵叶。
“定远”级军舰的生活区主要集中在主甲板下的第一层，简称下一甲板。下一甲板的舰首部位，是一间面积较大的西式军医院，置有手术台、病床等设施。军医院与铁甲堡之间，分布着厨房、禁闭室、警卫室等功能舱室。进入铁甲堡区域后，首先在地板上会看到有6个大型的舱盖，下面是全舰的弹药库所在，弹药便是从这里提升出来后，运往全舰各炮位的，与之配套，在下一甲板的天花板上装有轨道和天车，用于提升和运送弹药。过了弹药舱出口，有2个巨型曲轴摇臂，数十名水兵将通过转动这2根摇臂来驱动甲板上方的4门305毫米大炮。再往后走，整个区域被烟囱竖井和发电机房占满（“定远”配备3台发电机、“镇远”只有2台），中间零散布置着官兵们的浴室。走过这个区域便出了铁甲堡进入舰尾，沿袭帆船时代的传统，舰尾是军官们的生活区域。这块区域的****是2间军官餐厅，这是军官们用餐、聚会，以及娱乐交际的场所，里面放置着钢琴、酒柜、餐桌，并与西方军舰敬奉圣像一样，这里供奉着中国的战神——关公的牌位，另外还摆放有做工精细的“定远”级军舰原厂模型，黄海海战前的军事会议便是在这里召开的。在会议室外面，两侧则分布着各个军官的住舱，舱门上的欧式铜牌表明了一间间舱房的功能。军舰最后面的空间整个都是属于舰长的，里面包括舰长的办公室、卧室、浴室、个人的会客室等等，整个区域装修异常豪华。舰长会客室的墙壁上钉着一块椭圆形的铜牌，西式的绳纹围绕着汉字“定远”/“镇远”。相对于军官，普通水兵们的生活空间要可怜得多，他们并没有专门的休息场所，吃饭、睡觉、工作都在同一地点。为****海上航行时的生活需要，“定远”级军舰舱内设有20座淡水炉，海水淡化机每日制造出的淡水能供应全舰300余人使用。
中国这级历经十年努力才最终成功的铁甲舰，集中了强大的火力和防护。建成时引起世界各国瞩目。尽管和所有处于探索期军舰一样，设计上并不完善，但我们不难得出结论，就当时的技术水平而言，这是一级相当先进的战舰。为建造这级军舰，清政府在选定母型、谈判、签订合同；保证建造质量方面均做出了不小的努力，并派技术工人前往实习，为将来维修、保养军舰作技术储备，最后又派出海军军官前往监督、实习，以保证这级军舰能够尽快形成战斗力。近代中国这次为发展海军而做出的巨大努力应该为后世所熟记，并从中汲取有益的经验。
经过紧张的建造，“定远”、“镇远”2舰先后在1883年5月2日和1884年3月完工并通过航试。但同年，中、法两国因越南问题发生争执，8月23日，法国远东舰队突袭福建马尾，沈葆桢一手缔造的福建船政水师几乎全军覆没，是日可算中国近代海军史上最黑暗的一天。3天后，清政府向法国宣战，德国则宣布“局外中立”，拒绝让中国订购的“定远”等舰回华，法国也扬言如果中国军舰回国，则会在公海上劫夺。因此虽然清政府对几艘已建成的新式军舰望眼欲穿，但也无可奈何。刚刚建成的“定远”、“镇远”二舰被迫滞留德国，一至拖延到中法战争结束。1885年6月9日，《中法新约》签署，2天后，清政府谕令“定远”、“镇远”2舰迅速回国。
1885年7月3日，位于北海之滨的德国基尔军港人潮如涌，在拖轮导引下，几艘小山般的军舰喷着煤烟缓缓驶出港口，鸣响汽笛奔向大洋。细心的人会注意到，这几艘飘扬着德国商船旗的军舰上，装饰着金光灿烂的龙纹，她们的舰艉，赫然写着中国方块字“定远”、“镇远”，“定远”级军舰终于启航回国了。由于中德双方都担心海道不靖，因此“定远”、“镇远”连同后来在伏尔铿定造的穹甲巡洋舰“济远”回国时雇佣了数百名德国海军官兵帮助驾驶护送，中国海军军官刘步蟾等随舰协驾、历练。
出海后，为节省经费和缩短航程中的入港补给时间，“定远”、“镇远”以及“济远”上均挂起了壮观的风帆，一路出北海、过大西洋、经直布罗陀入地中海，通过新修不久的苏伊士运河驶入红海，最后横越印度洋开往南中国海。如同慈父在盼望归来的游子，李鸿章命令“定远”等舰沿途每到一港口都要向他汇报，以便及时掌握消息。百年之后的今天通过那一封封看似平淡的电报，我们能画出一幅完整的路线图，描述“定镇”2舰回国的踪迹。
这是中国海军史上一次不平凡的远航，是真正实力的展现。“定远”等舰还在海上航行之时，中国著名的风俗画报《点石斋画报》就做出了报道，举国上下对即将归国的铁甲舰殷切盼望之情由此可见一斑。
“定远”舰回国时替广东水师装运了在德国订购的鱼雷艇，在香港交接、卸载需若干天。于是“镇远”舰于9月28日清晨先行离港北上大沽，“定远”则于10月4日赶往大沽会合。
11月8日，陆军出身的北洋水师统领丁汝昌会同津海关道台周馥前往大沽接收军舰，德国商船旗缓缓降下，崭新的黄底青龙旗跃上“定远”、“镇远”舰的桅杆，中国向世界宣告了自己已经拥有铁甲巨舰，鸦片战争以来中国海军装备落后的历史在此刻已然被改写了。9天后，北洋大臣李鸿章亲自来到大沽口，面对这些耗尽自己十年之功的庞然大物，不知心底会是如何一种感情。
旅顺，西方曾称之为亚瑟港，位于辽东半岛东端，地形险要，是北方的一处天然军港。考虑到铁甲舰回国后，中国原有的港口和船坞无法容纳。1880年，几乎在做出订购铁甲舰决策的同时，旅顺军港的建设工程在李鸿章全力推动下开始了。至“定远”、“镇远”回国时止，引河工程、航道舒浚、机器厂、库房、碎石码头、铁路、水坝、电报局、水雷营、军医院、船澳、炮台等工程次第兴办，初具规模，一时被誉为“东方的直布罗陀”。李鸿章视察完铁舰后，兴致勃勃，亲自乘坐“定远”，率“镇远”等舰巡阅旅顺，视察将来铁甲舰的维修、保养基地。
1886年初，两位年轻的中国海军军官被正式任命为“定远”级铁甲舰的舰长。他们是：
“定远”舰舰长刘步蟾（1852－1895），福建福州人，福州船政后学堂首届毕业生，中国海军首届留英学生。曾被派往德国监造“定远”、“镇远”。
“镇远”舰舰长林泰曾（1851－1894），福建福州人，福州船政后学堂首届毕业生，中国海军首届留英学生。
这两位福州船政学堂的同窗，此刻又共同担负起了指挥整个国家引以为荣的铁甲巨舰的重责。
1886年5月14日，作为清政府中枢对海军重视程度的体现，总理海军事务衙门大臣，光绪皇帝的生父醇亲王奕譞由天津出发，巡阅旅顺、威海等地，大阅海军。5月21日清晨，在晨雾中，这位中国近代海军的高层支持者，亲眼目睹了“定远”、“镇远”劈波而行的雄姿，随同醇王检阅海军的队伍里，一位宫廷画师用画笔记录下了这一切。此后的岁月里，醇亲王成为了海军建设在****的坚定支持者，为北洋海军的建设做出了不懈努力。1891年1月1日，醇亲王逝世，“定远”、“镇远”等舰采用西方礼仪，下半旗10日致哀。
依据铁甲舰的保养规程，铁甲舰服役后每半年应该上坞油漆一次，以防锈蚀。但当时专为铁甲舰建造的旅顺大船坞尚未竣工，上海、香港等地的船坞又都在千里之遥。1886年8月7日，丁汝昌在率“定远”、“镇远”