O级战列巡洋舰是Z计划中包含用以取代德意志级的战列巡洋舰，代号分别为O，P，Q。主炮与俾斯麦级相同的380mm双联炮塔3座。O级的动力系统颇有特点，采用三轴推进方式，蒸汽轮机负责驱动两舷的两轴，中央一轴由MAN柴油机驱动，以同时满足续航力和速度的要求，航速达33.5节。O级战列巡洋舰未能开工便消亡。防护为舷侧主装甲带180mm，主炮塔正面210mm，与沙恩霍斯特级同部位350到360mm的厚度相比大大幅削弱，与当时的美国高速战列舰相比，O级在防护、速度和火力上都不占优势，这也可以看做凡尔塞和约导致德国主力舰设计思路落后的恶果之一。1939年有3艘P级建造计划修改为O级，这样O级总数量增加到6艘，计划在基尔和威廉港的三个船厂同时开工，但建造计划于当年年底取消。