Спустя несколько дней после решения управляющего Морским министерством о переоборудовании "Петра Великого" в учебный корабль главный инспектор кораблестроения Н. Е. Кутейников поручил члену МТК корабельному инженеру Н. В. Долгорукову разработать проект. Предстояло разрешить довольно сложную задачу коренного переоборудования низкобортного броненосца в учебный корабль. По заданию Главного морского штаба его предполагали вооружить четырьмя 203-мм, двенадцатью 152-мм, двенадцатью 75-мм и несколькими орудиями малого калибра. В короткий срок проект был разработан, и уже 2 августа 1903 года Н. В. Долгоруков вместе с управляющим Морским министерством представил на "высочайшее утверждение" эскизный чертеж нового корабля для учебно-артиллерийского отряда, который в целом был одобрен.
Через две недели в этот проект по предложению управляющего Морским министерством внесли изменение: "для лучшей утилизации котлов" вместо одной устанавливали две трубы. Затем последовало решение Механического отделения МТК о замене всех котлов из-за нерентабельности их ремонта. Вместо них запланировали установить отремонтированные котлы с яхты "Полярная Звезда".
Параллельно с МТК проект переоборудования "Петра Великого" разрабатывали и на Балтийском заводе, которому ГУКиС* поручил переоборудовать корабль. В начале декабря начальник завода генерал-майор С. К. Ратник представил в МТК эскизные чертежи, пояснительную записку и приблизительный расчет весовой нагрузки. Чертежи рассмотрели 15 декабря. Комитет высказался за установку в дополнение к имеющейся на эскизе одной двухорудийной башне для 203-мм орудий еще одной кормовой для двух 152-мм орудий. Это решение аргументировали тем, что в скором времени подобные башни для 152-мм орудий будут устанавливать на многих крейсерах и броненосцах флота. Предложенные в проекте два бортовых 203-мм орудия МТК решил не устанавливать. Место же для носовой 203-мм башни планировали зарезервировать до окончания ее проектирования и изготовления, которое могло быть окончено в лучшем случае через три года. В целях экономии башни не бронировались. Через два дня после заседания Комитета исправленный проект Балтийского завода представили Морскому министру, который приказал, не ограничиваясь этим вариантом установки орудий, разработать и другой, с бортовой системой. В декабре 1903 года проект был готов. Из экономических соображений башенный вариант вооружения управляющий министерством признал нецелесообразным.
В целом второй вариант Балтийского завода с бортовым размещением орудий являлся подобным проекту, представленному ранее Комитетом, автором которого был инженер Н. В. Долгоруков. Различие заключалось лишь в том, что в проекте Балтийского завода все 152-мм и 75-мм орудия в батарее и на верхней палубе устанавливали на выступах, для чего надводный борт с жилой палубы заваливался внутрь на 1,14 м, тогда как в проекте Н. В. Долгорукова он был прямой и не имел спонсонов. Завал бортов давал увеличение угла обстрела со 100° до 120° и уменьшение пушечных портов до 2,5 м. Сами же стволы орудий при размещении их "по-походному" не выступали за линию борта. Проект Балтийского завода предусматривал размещение и 203-мм орудий на отдельных спонсонах.
20 января 1904 года МТК окончательно утвердил проект Балтийского завода, определив при этом штат команды и весовую нагрузку. Этипаж увеличивался на 135 человек (для обслуживания новой артиллерии) и состоял из 30 офицеров, 5 кондукторов и 543 матросов. Полное водоизмещение с запасом угля в 685 т составило около 9500 т, а осадка -7 м.
Основной трудностью МТК считал переоборудование корпуса. Предстояло вместо снятого бруствера увеличить высоту борта на две палубы на всем протяжении от носа до кормы. При возведении бортов решили все же не заделывать уступ, образуемый наружной обшивкой с верхней гранью оставшегося броневого пояса по ватерлинии. Кроме того, предстояло вновь набрать из стальных листов внутреннее дно в бортовых угольных ямах, часть междудонного пространства приспособить для хранения 70 т котельной воды. На новой батарейной палубе заново набирались все переборки кают, кубриков и других помещений. Увеличение борта потребовало увеличить и площадь руля. Для управления кораблем спроектировали новую боевую рубку с броней в 102 мм. Взамен существующей магистральной водоотливной трубы с ее центробежными помпами следовало установить новую, заменив паровые водоотливные машины на электрические. Кроме всего этого, Балтийскому заводу предстояло изготовить две стальные мачты с марсовыми площадками для пулеметов.
Главные паровые машины ввиду их хорошего состояния МТК решил не менять. В процессе работ демонтировали оба выдвижных торпедных аппарата. В ведение минеров добавлялось электрооборудование: четыре 640 и одна 320-амперные пародинамомашины фирмы "Сименс и Гальске". Они обеспечивали энергией электромоторы снарядных элеваторов и станков в судовой мастерской, водоотливные средства и боевые прожекторы. Фактически оставалась нетронутой только часть корпуса ниже жилой палубы, которая являлась как бы "фундаментом" для создания нового корабля.
