在費迪南大公的支持下，1903年2月，帝國議會終於通過了四艘排水量為12000噸的「皇帝」級戰列艦的海軍預算，並要求裝備上280毫米主炮。不是歷史上的三艘，是因為匈牙利人表示既然自己承擔了百分之三十的艦船建造費用，那麼必須有一艘戰列艦在匈牙利的造船廠建造。海軍部將四艘戰艦的建造訂單分攤給了帝國僅有的四家大型造船廠：的裡斯特的伊斯萊亞造船廠和皇家造船廠，波拉的海軍造船廠和阜姆的多瑙造船廠。
戰艦的設計工作由波佩爾海軍工程上將為首的海軍技術委員會主持，李海頓則擔任四艘軍艦的建造工程總監。
在確定設計方案時，李海頓提出了新的設計思路。
「採用『全重型主炮』的設計如何？」李海頓說道，他開始向海軍技術委員會的成員推銷他已經與波佩爾上將和羅茨納上校討論過多次的新設想。這種方案是由意大利海軍設計師庫尼波蒂上校在1900年所寫的一篇關於裝甲巡洋艦的設計構想的章裡首先提出來的，發表在德國出版的《海軍瞭望》雜誌上。
庫尼波蒂上校的方案最初是為了阿根廷人的「裡瓦達維亞」號所設計的，作為競爭對手，李海頓第一時間就得到了這個情報，而且還專門與羅茨納討論過這個問題，後來又加上了波佩爾將軍。
庫尼波蒂的設計有個致命的缺陷，他是在軍艦的舯部兩側各安裝了一座與主炮口徑相同的主炮塔，這擠佔了動力艙的位置，並削弱了戰艦重要部位的舯部防禦。所以，在為阿根廷人和帝國海軍建造排水量為8900噸的「哈布斯堡」級裝甲巡洋艦時，羅茨納並沒有在意這種方案。
在討論過程中，幾人都意識到了擁有四座雙聯裝主炮塔的好處，甚至馬上就想到了沿中軸線前後各佈置兩座主炮塔，或是在舯部沿中軸沿佈置兩座主炮塔的方案，這樣做的好處顯而易見，戰艦的側向火力能夠達到八門，這需要有兩艘同樣的軍艦才能達到這樣的火力效果。
不過，顯然一艘只有12000噸的軍艦上還無法承擔這樣的重負，除非安裝小一級的主炮。
「『全重型主炮』？」海軍部長斯波恩上將顯然還是第一次聽到這種名詞，他略帶疑惑地側過身，看著帝國海軍的首席設計師。
「哦，就是統一整個軍艦上的主炮口徑和倍口徑，用以取代二級主炮，這樣有利於全艦的統一射擊指揮。」波佩爾向他和在坐的同僚解釋道，「這樣戰艦側舷可以射擊的主炮數量就提高到八門或以上，足以對敵艦形成壓倒性火力優勢。」
「唔……應該怎麼佈置呢，沿中線的佈置會影響到後部炮塔的射界，而佈置在舯部對於火力的提升並不大。」斯波恩上將稍微停頓了一會兒，「當然，還是有些好處的。」
既然有些好處，接下來的內容就是這些主炮的佈置方式，目前世界上的戰列艦幾乎都是一種模式：一前一後各裝備一座主炮塔，當然，它們肯定會佈置在中軸線上，也許法國人除外，他們曾在前甲板上呈品字形佈置了三座炮塔。
現在他們討論的重點在第三座和第四座主炮塔上，當然，還有可能更多。
斯波恩上將的第一反應最符合後世的審美觀，在前後甲板上沿中軸線各佈置兩座主炮塔。不過，他沒想到背負式方案，兩座炮塔的高度是一樣的，就像以後俄國人的甘古特級戰列艦一樣，問題是會影響到後面炮塔向前或是向後的射界。
「我傾向於斯波恩上將提出的前後甲板各兩座主炮塔的方案。」李海頓說道，他拿起一支繪圖筆，在白紙上畫了起來，「不過不是水平佈置，而是一高一低的背負式。」其實背負式主炮的佈置方式並不少見，有不少國家的軍艦採用過這種方式來安裝二級主炮或者是副炮。
「嗯，很合理。」波佩爾上將看了一會兒才開口說道，「當然，這會造成全艦的重心上移，需要增加額外的排水量來進行平衡。」
「當然，增加了一些排水量難道頂不上建造同樣一艘軍艦嗎？」李海頓笑著說道，他很是驚異波佩爾敏銳的直覺，僅僅在幾分鐘之內就指出了癥結所在，這需要大量的實踐才能夠擁有的能力。
「肯定合算，大概需要增加一千到一千五百噸來維持平衡。」波佩爾也笑了，這點造價只有不到全艦建造費用的二十分之一。
「噢，很令人震驚，也許我們能開創一個全新的海軍時代！」斯波恩上將也變得興奮起來，這種前景足以令人鼓舞。
新的「皇帝」級戰列艦的設計工作進展緩慢，由於是一種全新的設計方案，艦體結構的大部分部位都需要重新佈置和計算，甚至有些地方還需要建立模型用來驗證方案的可行性。一艘軍艦的設計圖足足有數十萬張，即使在全力以赴的情況下，將近二百六十多名設計人員在五個月後才完成了新式戰艦的設計工作。
這已經快到1904年的5月了。
李海頓還得到了一個不好的消息：阿根廷人和智利人終於無法忍受無休無止的海軍購艦競賽，都表現出了和平談判的意願。在英國人的調停下，兩國最終達成邊界解決方案，但英國人要求兩國都放棄目前正在建造的海軍艦船。
阿根廷方面拒絕支付正在進行舾裝的兩艘「裡瓦達維亞」級裝甲巡洋艦剩餘的兩筆尾款，大約總數在八十三萬英鎊左右。
1904年6月，「皇帝卡爾」號和「皇帝馬克西米利安」號分別在皇家造船廠和伊斯特裡亞造船廠鋪設龍骨，而波拉的海軍造船廠和阜姆的多瑙造船廠則在加緊的改擴建中，它們現在還沒有足夠大的船台能建造這艘設計排水量為14300噸的大型戰艦。戰艦所需要的優質合金結構鋼來自李海頓設在林茨的奧地利鋼鐵廠，裝甲所用的表面滲碳裝甲鋼來自卡爾森鋼鐵廠和克虜伯財團控制的尤登堡鋼鐵廠，武器主要由斯柯
柯達兵工廠提供。
斯柯達火炮的性能甚至比德國的克虜伯工廠的產品還要優秀，240毫米艦炮的射程達到了21公里，超過了德國人的水平。
在火炮建造技術和工藝方面，伊斯萊亞機械製造公司與斯柯達工廠還有著相當大的差距，不過令李海頓稍感欣慰的是軍艦上所有的動力裝置和電器電纜、無線電設備全部由他屬下的伊斯萊亞動力公司和帝國標準電器公司提供。
這並不是一艘真正的戰列艦，李海頓在設計之初就發現了它的問題，其主炮射程和威力都遠遠無法與即將橫空出世的「無畏」號相比，而且裝甲也不夠厚。議會的預算限制了它的排水量和造價，這個年代，2300萬克朗是絕不可能建成一艘戰列艦的。他也只能將它的艦型向巡洋艦方面靠攏，並在動力系統上面下功夫，使之能跑得足夠快