Фюзеляж - полумонокок с работающей обшивкой круглого поперечного сечения, переходящего в хвостовой части в овал. Диаметр фюзеляжа - 1,45 м, длина - 14,56 м. Фюзеляж содержит: герметический отсек радиолокационного прицела РП-6, гермокабину, отсек передней основной опоры шасси, топливные баки, ниши пушек, отсек задней основной опоры шасси и др. Сверху фюзеляжа находится гаргрот, внутри которого проложены тяги управления, электрожгуты и трубопроводы различных систем. По бортам установлены щитки воздушного тормоза общей площадью 1 м² с углом отклонения 50°.

Крыло - свободнонесущее, трапециевидное (удлинение - 4,18, сужение -1,21), с углом стреловидности 45° по линии четвертей хорд и отрицательным поперечным «V», равным 5°. Угол установки крыла +1°. Профиль крыла в корневой части - симметричный ЦАГИ С-12с, в концевой - ЦАГИ СР-11. Силовой набор консоли включает два лонжерона, силовую подкосную балку, соединенную шарнирно с передним лонжероном, 36 нервюр и работающую обшивку. Крыло снабжено элеронами с внутренней аэродинамической компенсацией и щитками- закрылками с фиксированной осью вращения. Максимальные углы отклонения: элеронов вверх и вниз -25°, щитков-закрылков на взлете - 25°, на посадке - 50°. Законцовки крыла оформлены в виде обтекателей подкрыльевых опор шасси, на которых установлены ПВД и съемники статического электричества.

Оперение самолета стреловидное, однокилевое с расположением стабилизатора на половине размаха киля. Профиль горизонтального оперения - АСА-000010М, площадь - 4,665 м², угол стреловидности -45°, относительная толщина перпендикулярно линии фокусов - 10%. Угол установки стабилизатора - минус 30'. Руль высоты снабжен триммерами и имеет углы отклонения: вверх - 33°, вниз - 20°. Киль - двухлонжеронный, с работающей обшивкой. Профиль киля - АСА-0009М и АСА-0008М, площадь - 5,329 м², угол стреловидности - 55°. Руль поворота с осевой компенсацией имеет углы отклонения до 26° в обе стороны. Его нижняя часть оснащена триммером. На законцовке киля установлены антенны курсо-глиссадной системы и радиостанции РСИУ-ЗМ.

Шасси - велосипедного типа с управляемым передним колесом. Колеса передней и подкрыльевых опор - нетормозные, спаренные колеса основной опоры оснащены двухкамерными тормозами с автоматами предотвращения юза. База шасси - 5,415 м, колея - 0,44 м. Размеры колес: задних - 800x225 мм, переднего - 600x155 мм, подкрыльевых - 310x135 мм.

Силовая установка включает два турбореактивных двигателя РД-5А (АМ-5А) с максимальной тягой 2600 кгс, расположенных в гондолах под крылом. Топливо размещается в четырех мягких фюзеляжных баках общей емкостью 3445 л. Кроме того, под фюзеляжем предусмотрен подвесной сбрасываемый бак емкостью 685 л. Максимальная ширина бака - 0,692 м, максимальная высота - 0,515 м, длина - 3,4 м. На самолете предусмотрен слив керосина в воздухе.

Вооружение включает две 37-мм пушки Н-37/1. Нормальный боезапас - 50 патронов на ствол (патронные ящики позволяют брать в перегрузочном варианте по 100 патронов). Прицеливание ведется с помощью радиоприцела РП-6.

Бронезащита включает переднее бронестекло фонаря толщиной 105 мм, стальную бронеплиту, установленную перед кабиной, бронеспинки и бронезаголовники кресел летчика и оператора, дюралюминиевые плиты по бокам сиденья летчика, бронещитки пиромеханизмов кресел. Вся металлическая броня имеет толщину 10 мм.

Оборудование самолета включает бортовую радиолокационную станцию РП-6 «Сокол», систему слепой посадки ОСП-48 «Материк», маркерный радиоприемник МРП-48П, автоматический радиокомпас АРК-5, навигационный индикатор НИ-50Б, авиагоризонт АГИ-1, дистанционный гиромагнитный компас ДГМК-5, самолетный ответчик СРО, радиостанцию РСИУ-ЗМ, радиовысотомер РВ-2, самолетное переговорное устройство СПУ-2Р и др. приборы и системы.

Система управления рулем высоты и элеронами - бустерная (аварийная - механическая), рулем направления - механическая. Кабина летчика-оператора оснащена полным комплектом органов управления.