Для удовлетворения противоречивых требований по устойчивости и управляемости ракеты, обеспечения необходимой эффективности ее боевой части, достижения наивыгоднейших параметров работы двигательной установки, удобства эксплуатации и обслуживания бортовой аппаратуры, при выборе компоновки ракеты было рассмотрено множество вариантов размещения элементов ЗУР.
Для ракеты была выбрана нормальная аэродинамическая схема. На корпусе маршевого двигателя были размещены крылья и рули, служащие для управления по тангажу и курсу, а также для стабилизации по всем трем каналам.
На носовой части корпуса ракеты находились неподвижные дестабилизаторы. снижающие запас статической устойчивости до уровня, при котором рули ракеты выводипи бы ее на заданный угол атаки. В отличие от схемы «утка», такое расположение аэродинамических поверхностей обеспечивало нормальную работу кольцевого воздухозаборника маршевого двигателя, перед которым не было возмущающих воздушный поток подвижных элементов.
Состоявшее из пяти отсеков центральное тело двигателя маршевой ступени по компоновке было в основном аналогично корпусу ракеты В-755. Внутри него последовательно располагались радиовзрыватель 5Е11, боевая часть с ПИМ И-98. радиоаппаратура ФР-15М с автопилотом АП-755, газогенератор с топливом и механизмы управления рулями. Антенны системы радиовизирования и приема команд располагались на внешнем корпусе в передней и задней частях ракеты.
Передняя часть корпуса, включая разъемы для установки боевой части и радиовзрывателя, ракет В-757 и В-755 была идентична. К заднему торцу газогенератора крепился конус. Центральное тело и обечайка маршевого двигателя соединялись с помощью четырех пилонов. Маршевая ступень ракеты и ускоритель были связаны стальной фермой, которая крепилась шпильками к конусу Ускоритель крепился к ферме болтами, которые в начальный момент движения срезались, позволяя ускорителю отделиться после окончания его работы.
Ускоритель, состоявший из твердотопливного двигателя, четырех стабилизаторов. упорного конуса и хвостового отсека, за исключением узлов сочленения и расцепки с маршевой ступенью, ничем не отличался от ускорителя ракет «семейства» В-750.
Камера сгорания маршевого ракетнопрямоточного двигателя была образована кольцевым зазором. Продольное сечение этого зазора, в котором происходило движение воздуха и продуктов сгорания, было спрофилировано по результатам газодинамических расчетов двигателя и испытаний моделей. В передней части был образован диффузор для входа сверхзвукового потока воздуха. В этом же месте был предусмотрен отвод пограничного слоя в специальные отверстия и далее сквозь полости в пилонах — на наружную поверхность внешнего корпуса ракеты с истечением через специальные обтекатели.
Примерно в середине канала двигателя происходило смешение с потоком воздуха продуктов сгорания топливного заряда (со значительным количеством несгоревшего магния), поступавших из газогенератора через щелевые отверстия, расположенные под углом от 70 до 80 град, к продольной оси ракеты. Количество этих отверстий на разных модификациях ракеты было различным и составляло от 20 до 26, в зависимости от состава применявшегося топлива. Получавшийся в процессе догорания магния газ выбрасывался из двигателя ракеты через сопло, образованное двумя коническими поверхностями.
В конструкции ракеты широко использовались элементы из магниевых и алюминиевых сплавов с защитными покрытиями. На крылья и части корпуса, подвергавшиеся в процессе полета аэродинамическому нагреву, наносились теплозащитные покрытия. Корпус ракеты, включая стыки отсеков и люки, был защищен от проникновения влаги.
Конструкция обеспечивала изготовление основных элементов корпуса ракеты из листового материала с широким применением сварки. Для изготовления ряда частей корпуса, крыльев и рулей применялось крупногабаритное литье и штамповка. Это позволило сократить число деталей и удешевить производство ракеты. Конструкция и технология изготовления отдельных частей ракеты обеспечивала полную взаимозаменяемость готовых изделий, отсеков и других ее элементов.
Ракета 17Д из-за наличия в ее составе комбинированного ракетно-прямоточного двигателя по своей форме и компоновке значительно отличалась от всех ракет «семейства В-750». Тем не менее для ее первых пусков использовались уже имевшиеся на полигоне наземные средства с незначительной доработкой, включая и пусковую установку.