31 мая 1940 г. германские буксиры привели корпус крейсера в Ленинград. Достройка корабля велась на Балтийском заводе (№ 189). Техническое руководство достройкой осуществлял «штаб особого назначения», как именовали в немецких документах группу германских специалистов, насчитывавшую около ста человек. Возглавлял «штаб» военно-морской атташе Германии в СССР фон Баумбах. В советских же документах этот «штаб» назывался «Бюро Л».

Управление кораблестроения Наркомата ВМФ считало «Лютцов» «весьма ценным приобретением», представляющим большой интерес в отношении конструкции корпуса (целиком сварной, за исключением бортовой брони), системы бронирования (развал бортов), машинно-котельной установки (котлы системы «Вагнер-Дешимаг», 450 °C, 58 кгс/см2) и успокоителей качки системы Фрама.

Особый интерес вызвало вооружение крейсера. Главный калибр был представлен восемью 20,3-см пушками SKC/34 в четырех башнях Drh LC/34. Пушки стреляли 122-кг снарядами с начальной скоростью 925 м/с на дальность 33,5 км.

Универсальная артиллерия была представлена двенадцатью 10,5-см пушками SKC/33 в шести стабилизированных установках LC/31. Кроме того, имелось восемь спаренных 3,7-см и восемь 2-см зенитных автоматов.

Авиационное вооружение включало в себя катапульту и три гидросамолета «Арадо-196».

2 июня 1940 г. от наркома ВМФ Кузнецова поступило предложение назвать крейсер «Выборгом», но принято оно не было, и 2 октября 1940 г. крейсеру было присвоено название «Петропавловск». Причем «Петропавловск» был назван не легким крейсером, как «Киров», и не тяжелым крейсером, как проект 69, а просто крейсером проекта 83.

До конца 1940 г. достройка крейсера шла удовлетворительно, но с января 1941 г. германские власти начали тормозить и срывать поставки оборудования и механизмов. В апреле-мае поставки оживились, но шли некомплектно, что препятствовало завершению работ на отдельных агрегатах и постах. В частности, в отчете по вооружению, выпущенному в мае 1941 г., указывалось: «Вследствие отсутствия стволов и качающихся частей, начиная с мая месяца, завод может производить работы только побочного характера, не связанные с отсутствующими деталями». К середине июня поставки из Германии практически прекратились.

Из артиллерийского вооружения к июню 1941 г. были поставлены в полном комплекте две башни главного калибра, часть мелкокалиберных зенитных автоматов и боекомплект к ним. Для ввода в строй комплектных башен главного калибра потребовалось вложить очень много труда, и в 1941 г. они были оснащены только вспомогательными механизмами, главные механизмы удалось ввести в строй только в 1943 г.(Сх. 10)

Схема размещения артиллерии крейсера «Петропавловск»

В мае-июне 1941 г. под разными предлогами начали уезжать в Германию немецкие специалисты, руководившие достроечными работами. В июне 1941 г. фон Баумбах последним пересек границу за несколько часов до начала войны.

К июню 1941 г. экипаж крейсера, составленный из командиров и матросов, направленных с других крейсеров, военных училищ и учебных отрядов, был почти полностью укомплектован и изучал и осваивал новую технику. Интенсивно велись судостроительные работы. Были смонтированы все главные и вспомогательные механизмы, главные котлы, турбо– и дизельгенераторы, водоотливные средства с трубопроводами и арматурой, завершилась установка орудий в башне IV главного калибра. Техническая готовность корабля к концу июня достигла 64 %. Пробный выход на ходовые испытания планировался на ноябрь 1941 г.

Но, несмотря на все усилия, крейсер не представлял собой полноценную боевую единицу. Ни на одном боевом посту работы не были закончены, корабль не мог дать ход. Отсутствовала герметизация водонепроницаемых переборок из-за большого количества незаделанных отверстий под несмонтированные трубопроводы и кабели. Не были введены в строй многие системы, в том числе водоотливная и противопожарная. Отсутствовала значительная часть вооружения ПВО и оборудование постов управления стрельбой главного калибра.