Główne uzbrojenie wszystkich okrętów typu Chikuma stanowiło 8 pojedynczych dział Typ 41 kalibru 152,4 mm (15 cm), wyposażonych w maski ochronne, umieszczonych po jednym na pokładach dziobowym i rufowym oraz po trzy na każdej burcie na śródokręciu. Uzupełniały je cztery działa szybkostrzelne 76,2 mm (8 cm) Typ 41 oraz dwa przenośne przeciwlotnicze karabiny maszynowe Maxim kalibru 6,5 mm. Ponadto krążowniki dysponował trzema stałymi nadwodnymi wyrzutniami torpedowymi kal. 457 mm.
W 1924 roku trzy działa 8 cm na „Yahagi” zamieniono na dwa działa przeciwlotnicze tego samego kalibru Typ 3Tak . Według , działa przeciwlotnicze zamontowano w 1924, lecz 3 działa artylerii średniej zostały zdjęte dopiero około 1932.. Umieszczono je na platformach po bokach pary kominów nr 3 i 4. Pozostałe jedno działo artylerii średniej zdjęto w 1932 roku. W 1924 roku także stałe kadłubowe wyrzutnie torped zamieniono na okrętach tego typu na cztery wyrzutnie torped kalibru 533 mm. W tym roku również karabiny maszynowe zamieniono na japońskie Typ 3 tego samego kalibru 6,5 mm.