Фюзеляж собирался из металлической передней фермы и деревянного монокока, выполненного зацело с килем. Каркас монокока состоял из четырёх лонжеронов и набора шпангоутов. Фюзеляж и центроплан образовывали единое целое. Кабину пилота закрывал сдвижной фонарь, стопорящийся в открытом и закрытом положениях. Лётчика прикрывала бронеспинка толщиной 8,6 мм, защищавшая от прямого попадания пуль и осколков зенитных снарядов.
Горизонтальное оперение — свободнонесущее. Стабилизатор — двухлонжеронный, деревянный, с фанерной работающей обшивкой. Его две половины крепились к хвостовой части фюзеляжа. Руль высоты с триммером имел дюралевый каркас, обшитый полотном, и тоже состоял из двух половин.
Шасси — убирающееся, двухстоечное, с хвостовым колесом. Вскоре после начала войны перешли на упрощённую технологию сборки самолётов с неубирающимся костыльным колесом. Основные колёса сначала устанавливались размером 600 х 180 мм, затем их заменили на большие — 650 х 200 мм.
Двигатель водяного охлаждения М-105П (впоследствии М-105ПА и М-105ПФ) с винтом изменяемого шага ВИШ-61П диаметром 3,0 м. Водяной радиатор монтировался под кабиной пилота и охлаждался воздухом, поступавшим из воздухозаборников, расположенных в передней кромке центроплана и в подфюзеляжном совке. Температура воды в радиаторе регулировалась выходной заслонкой. Масляный радиатор находился под двигателем. Горючее размещалось в центроплане крыла в трёх протектированных баках общим объёмом 352 л, сваренных из алюминиевого сплава АМц. Допускалась подвеска под крылом (на замках бомбодержателей) двух дополнительных баков по 100 л. Начиная с 11-й серии устанавливалось пять баков (два в консолях) общей ёмкостью 468 л.
Управление самолётом — смешанное: элеронами — с помощью жёстких тяг, рулями высоты и поворота — тросовое. Выпуск и уборка щитков-закрылков осуществлялись с помощью гидропривода.
Вооружение машин вплоть до 4-й серии включало пулемёт БС, стрелявший через втулку винта, два ШКАСа и пару синхронных БС; с 4-й по 11-ю серию — пушку ШВАК, один синхронный пулемёт БС и два ШКАСа; с 12-й серии — одну пушку ШВАК и один БС, а также шесть ракетных орудий (пусковых балок) для реактивных снарядов РС-82 и бомбодержатели для пары бомб калибра 50 или 100 кг.
В состав оборудования, кроме стандартного набора пилотажно-навигационных и контролирующих приборов, входили, в частности, радиостанция РСИ-4, посадочная фара и кислородный прибор.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
«ЧЁРНАЯ СМЕРТЬ»