Pancernik był wyposażony w dwa stalowe maszty, zaopatrzone w opancerzone bocianie gniazda z działkami szybkostrzelnymi. Na masztach można było rozpiąć, używane jako napęd pomocniczy, żagle o powierzchni około 500 m². Główny napęd stanowiły dwie dwucylindrowe pionowe maszyny parowe typu compound, o łącznej mocy indykowanej 9600 KM. Każda z nich poruszała za pośrednictwem wału jedną śrubę. Parę do maszyn dostarczało 12 kotłów płomieniówkowych o ciśnieniu roboczym pary 6 atmosfer, umieszczonych w czterech kotłowniach, z dwoma osobnymi kominami dla odprowadzenia spalin. Maksymalna prędkość na próbach z przeforsowaniem wynosiła 16,7 węzła. Zapas 800 ton węgla wystarczał na przepłynięcie 2540 mil morskich przy prędkości ekonomicznej 10 węzłów.
Główne uzbrojenie "Pelayo" stanowiły dwa działa kal. 320 mm, o długości lufy 35 kalibrów, w wieżach artyleryjskich na dziobie i rufie okrętu oraz dwa działa kal. 280 mm o długości lufy 35 kalibrów w wieżach na sponsonach burtowych na śródokręciu. Pierwotnie były one uzupełnione działem kal. 160 mm w stanowisku dziobowym i 12 dział kal. 120 mm w stanowiskach burtowych na pokładzie bateryjnym, oraz trzema działkami szybkostrzelnymi Hotchkiss kal. 57 mm i trzynastoma kal. 37 mm.