Sultan Abdülaziz, donanmaya ayrı bir önem verdi ve bu alandaki yatırımları özellikle destekledi. 1861-1876 yılları arasında Osmanlı, İngiltere ve Fransa tersanelerinden çok sayıda zırhlı gemi satın aldı; bazı gemiler ise İstanbul'daki Tersane-i Âmire'de yerli olarak inşa edildi.
Bu dönemde Osmanlı donanmasına katılan önemli zırhlılar arasında Asar-ı Tevfik, Mesudiye ve Mahmudiye sayılabilir. Dönemin deniz kuvvetleri stratejisi açısından zırhlı gemiler, tahta yapılı eski savaş gemilerinin yerini alarak deniz gücünü dönüştürdü.
Abdülaziz, donanma inşasına büyük bütçeler ayırdı; bu harcamalar zaten sıkıntılı olan devlet maliyesini daha da zorladı. Bazı tarihçiler, donanmaya yapılan aşırı harcamaların 1875 mali krizini derinleştiren etkenlerden biri olduğunu vurgular. Buna karşın Osmanlı donanması, 1877-78 Türk-Rus Savaşı sırasında zırhlı gücü sayesinde Tuna'da ve Karadeniz'de önemli roller üstlendi.