В связи с запросом в январе 1865 г строителя Н.Г. Коршикова, приступавшего к разработке чертежей внутреннего расположения помещений и артиллерийских погребов "Грейга", выяснилось, что вместо ранее предполагавшихся 381-мм гладкоствольных орудий будут поставляться 229-мм стальные нарезные орудия, производство которых еще только налаживалось Обуховским заводом с помощью завода Круппа.

В марте следующего года на кораблях решили внедрить еще одно новшество по примеру броненосца "Беллерофон" – проложить под вторым дном водоотливную трубу, предназначавшуюся для откачки скапливающейся там воды. Существовало мнение, что так можно обеспечить "сухость" на всем протяжении междудонного пространства. Однако строитель "Грейга" Х.В. Прохоров считал, что такое решение было бы приемлемым в начале постройки корабля, теперь же его осуществление вызывало крайне трудоемкую и не безопасную для прочности корпуса работу по вырубанию во флорах прохода для труб. В связи с этим решили установить трубы не по всей длине корабля, а только в тех местах двойного дна, где вода может застаиваться.

Учитывая опыт пострадавшего в бурю 1862 г. английского фрегата "Принц Консорт", решили увеличить высоту комингсов люков на верхней палубе до 400 мм; кроме того, по примеру итальянского корвета " Аффондаторе", в крышах башен предусматривались отверстия для прицелов, защищенные гласисами (невысокие броневые плиты), "для выхода дыма и протравки запалов". На "Лазареве" применили упрощенную конструкцию форштевня – из листового железа. На "Грейте" штевни установили кованые.

По примеру корвета "Минин", однослойные броневые палубы (25,4-мм) всех строившихся кораблей решили заменить двухслойными. Между слоями (верхний толщиной 15,9 и нижний 9,5 мм) прокладывался слой толстого сукна или тонкого плотного войлока "с окраской по положению". Считалось, что такая конструкция, более технологичная за счет применения малых толщин, позволит (благодаря устранению верхних планок по стыкам) лучше отражать удары снарядов.

В августе 1866 г. "Адмирал Спиридов" и "Адмирал Чичагов" решили переделать в двухбашенные. "Адмирал Лазарев" и "Адмирал Грейг" продолжали достраивать трехбашенными.

Официальная закладка "Грейга" состоялась 28 апреля 1866 г., "Адмирала Лазарева" – 17 мая 1867 г. И, хотя постройка первого из них шла "неимоверно быстро", опоздания кованых штевней и другие неурядицы казенной постройки задержали спуск. Первым 9 сентября 1867 г. сошел на воду "Адмирал Лазарев" (осадка с полозьями кормой 2,74, носом 1,52 м, стрелка перегиба 4,76 мм). С июля 1866 г. в названиях обоих кораблей добавилось слово "адмирал", 8 ноября их перечислили в ранг броненосных фрегатов.

"Адмирал Грейг" был спущен 18 октября 1868 г. (осадка с полозьями с кормой 3,2, носом 2,29 м). С марта 1867 г. строителем "Адмирала Грейга" стал капитан Н.Г. Коршиков, а наблюдающим за постройкой "Адмирала Лазарева" поручик В.Я. Дмитриев.

Задержки поставок и проектные изменения продолжали тормозить достроечные работы, различные изменения (увеличение диаметра башен, установка продольных мостиков) вызвали перегрузку кораблей, что вынудило, по предложению С.И. Чернявского, ограничиться меньшей площадью парусов, чем предполагалось. Их заменили на косое вооружение с топселями и триселями с ограниченными задачами – уменьшить боковую качку и дать возможность спуститься по ветру в случае повреждения машин.

В октябре 1867 г. кораблестроительное отделение МТК по инициативе Г.И. Бутакова решило снабдить каждый броненосец паровым брашпилем, расположив его под верхней палубой. Их заказали в Англии по чертежу, выполненному строителем "Адмирала Грейга" капитаном Н.Г. Коршиковым, который в январе 1868 г. разработал чертеж румпеля "с подвижными муфтами", одобренный МТК для всех четырех фрегатов.

Менялось и якорное устройство; так, для "Адмирала Лазарева" в Англии заказали якоря Мартина. В мае 1868 г. этот корабль начали готовить к переходу в Кронштадт. Из-за мелководья Невского бара его пришлось удифферентовать на ровный киль с осадкой 3,16 м. Снятые броневые плиты устанавливали уже зимой в Петровском доке Кронштадта.

На "'Адмирале Грейге" для ускорения работ плиты подгоняли по месту уже на стапеле. С завода Карра и Макферсона, где устанавливались машины, корабль уже в сплошном ноябрьском льду вернули в Новое адмиралтейство, а для удобства зимних работ над фрегатом соорудили крышу с застекленными рамами. 26 сентября 1869 г. его с помощью специальных подъемных ботов и буксирных судов привели в Кронштадт.

Достройку продолжила группа командированных из Петербурга рабочих под руководством подполковника Н.Г. Коршикова и его помощников подпоручика К.М. Алексеева, прапорщиков Н.Г. Михайлова, П.Д. Ерофеева, К.Н. Арцеулова.

Вынужденный отрыв от своих пред приятий, нехватка различных деталей, материалов, инструментов сильно осложнили и еще более замедлили работы. По целому ряду причин готовность башен опоздала на 2 года. Поэтому для башен "Лазарева" использовали часть плит, заказанных для бортовой брони фрегата "Минин", а на Грейте" недостающие плиты временно даже заменили деревом. Деревянными первоначально были и крыши башен, что не помешало одной из них в 1870 г. провести испытательную стрельбу боевыми зарядами. Установку боевой рубка на "Лазареве'" завершили только в марте 1871 г.

Одновременно с достройкой на "Адмирале Грейте" устанавливались в порядке эксперимента разработанные по идее мичмана С.О. Макарова глухие крышки на люки нижней палубы и платформ, с также водомерные трубки в трюмах.

На ходовых испытаниях в октябре 1871 г. водоизмещение "Адмирала Грейга" при осадке носом 4,72 и кормой 6,4 (проектная соответственно 4,64 и 5,56 м) составило 3881 т (включая 250 т угля) вместо 5305 т по проекту; индикаторная мощность 2031 л.с. (давление пара 1,76 атм), средняя скорость четырех пробегов на мерной линии у Толбухина маяка 9,54 уз.

При перегрузке 190 т (угля лишь 64 т) и индикаторной мощности 2004 л.с. "Адмирал Лазарев" развил 10,4 уз. Его испытания 10 октября прервались из-за аварии на Кронштадтском рейде: шедший с моря броненосный фрегат "Адмирал Спиридов" не успел полностью погасить инерцию и пробил тараном правый борт "Лазарева". Вода через пробоину площадью 0,65 м² попадала в смежные отсеки, крен достиг 8°. Лишь с помощью своевременно подоспевших водоотливных ботов и пожарных баркасов удалось предотвратить катастрофу.

Важной мерой после этого происшествия явилось решение об обязательной проверке водонепроницаемости отсеков строящихся кораблей наливом в них воды, усилении контроля за качеством клепки и чеканки. Члены расследовавшей аварию комиссии под председательством вице-адмирала А.А. Попова и генерал-лейтенанта И.С. Дмитриева предложили для выравнивания крена затапливать противоположные отсеки двойного дна.

Опыт плаваний 1872 г. показал, что для обеспечения непотопляемости трехбашенных фрегатов необходимы дополнительные переборки в бортовых коридорах и у входа в коридор гребного вала. Кроме того, под руководством лейтенанта С.О. Макарова на "Адмирале Лазареве" установили одну из первых, внедрявшихся по его инициативе магистральных труб водоотливной системы с надежными железными клапанными коробками. Тогда же установили чрезмерный кормовой дифферент (на "Грейге", например, осадка носом 4,71, кормой 6,45 м), так как орудия не могли стрелять по ходу корабля в горизонтальной плоскости; по предложению Г.И. Бутакова пришлось перераспределить некоторые грузы.

Проверив летом 1873 г. частично выполненные работы, вице-адмирал А.А. Попов признал мореходность "Адмирала Лазарева" "превосходной". В течение 8 часов пути от Кронштадта до Ревеля при десяти балльном ветре, большой зыби, различных курсах относительно волны и ветра фрегат держался на воде, "как утка".