九一式穿甲弹是由下述特别强化了对水线下装甲带的穿甲能力的六式穿甲弹改良而来的： 将六号穿甲弹的风帽延长，同时将弹尾形状进行收拢，艇尾形弹尾的弹种也在大和级战列舰上配备了。因1931年（昭和6年）开始配备使用而得名。九一式穿甲弹比起六号穿甲弹的外形，空气阻力更小，同样的仰角下射程可以提高3000～4000m。

虽说如此，实战中击中水线下装甲带概率比击中主装甲带的概率要低得多，而使用的引信延时较长，会导致炮弹在船体非装甲区不爆炸而再次贯穿装甲。也有人指出因为这个问题而使得无法确认炮弹命中时的爆烟，从而使得炮战的指挥出现问题。

此外，由于弹体强度不足，存在命中时炮弹断裂的缺陷。具体而言，达到炮弹直径九成以上厚的表面硬化装甲，以25度以上的角度命中时就会出现这个问题。由于这些问题，在大和级战列舰上采取的给弹药安装被帽的方法是正确的。