Am 25. Januar 1934 erhielt die Werft der Deutschen Werke in Kiel den Zuschlag für das Panzerschiff „E“ (Ersatz Hessen). Die Kiellegung erfolgte am 14. Februar 1934. Der Bau wurde am 5. Juli 1934 eingestellt und das Schiff abtransportiert von der Bootsrampe. Praktischerweise entfernten sie die Fragmente des bereits gebauten Rumpfes. Der Vertrag wurde jedoch nicht gekündigt, so dass die Werft die Arbeiten nach der Genehmigung des erneuerten Projekts fortsetzen konnte. Am 6. Juli 1935 wurde der Kiel offiziell erneut gelegt. Am 8. Dezember 1936 wurde der Rumpf vom Stapel gelassen und die Taufrede gehalten Generaloberst Freiherr von Fritsch. Die Witwe von Julius Markerz, der den Panzerkreuzer Gneisenau kommandiert hatte, wurde ihre Taufpatin. Während des feierlichen Stapellaufs ereignete sich ein kleiner Unfall: Der Rumpf konnte aufgrund fehlerhafter Mechanismen nicht gestoppt werden und prallte gegen die gegenüberliegende Hindenburg-Werft. Glücklicherweise wurde der Rumpf selbst nicht beschädigt. Die Arbeiten an der weiteren Ausrüstung verliefen reibungslos und das Schiff wurde am 21. Mai 1938 feierlich in die Kriegsmarine in Dienst gestellt. Das Kommando über das Schiff übernahm F. Forster, der zuvor Kommandant des Kleinen Kreuzers Karlsruhe gewesen war. Ein großer Teil der ursprünglichen Besatzung der Gneisenau stammte tatsächlich von dort. Der Stellvertreter der Gneisenau, Kapitänleutnant Schönemark, hatte das Spezialistenteam geleitet, das für den Bau und die Ausrüstung des Kriegsschiffes verantwortlich war. Als die Einheit in Dienst gestellt wurde, umfasste ihre Besatzung 1.700 Seeleute.