Pancéřování lodi se tvořily 114 mm kované pláty železa a 457 mm tlustá vrstva teaku. Pláty železa byly přišroubovány přes teak k železnému trupu. Teak se skládala ze dvou vrstev kladených v pravém úhlu na sebe a sloužil jednak k zesílení pancéřování, ale hlavně k pohlcení nárazu po zásahu, aby se nepřenesl na spoje ocelového trupu lodi. Na základě testů z roku 1861 byl HMS Warrior označen jako "prakticky nezranitelný zbraněmi tehdejší doby". Pancéřování krylo 64,9 m střední části lodi, 4,9 m nad čarou ponoru a 1,8 m pod ním. Kromě toho příčné přepážky chránily hlavní palubu před podílnou palbou. Záď lodi byla ponechána zcela bez ochrany, což znamená, že řízení kormidla a pohon lodního šroubu byly vystaveny poškození. Další slabinou bylo, že ocelové pancéřování se stávalo křehčí při nižších teplotách, a tím méně odolné vůči zásahům.