Шасси трехстоечное с хвостовым колесом. Главные колеса одиночные, одностоечные с симметричной вилкой, оснащены тормозами. Система уборки гидравлическая (плюс аварийная пневматическая система). Колеса убираются в мотогондолу в направлении к хвосту. Размеры колес 1100x425 мм. Начиная с 51-й серии завода № 23 и 3-й серии завода № 166 — 1100x395 мм (одновременно поднято внутреннее давление и увеличена допустимая нагрузка на колесо). Хвостовое колесо размером 470x210 мм, а начиная с 51-й серии завода № 23 и 2-й серии завода № 166 — 530x230 мм.
Рулевое управление имеет основной и вспомогательный контур. Основной контур механический с жесткими тягами, действует на элероны и все рули. Вспомогательный контур действует на триммеры, системой выпуска и уборки шасси, закрылки, створки бомболюка, тормоза главного шасси, блокаду хвостового колеса. Закрылки, шасси, створки бомболюка и тормоза имеют гидравлический привод. На самолете в базовой конфигурации один набор органов управления у места пилота. На учебных самолетах органы управления дублированы на месте штурмана.
На самолете стоят два 14-цилиндровые четырехтактные двигатели АШ-Ч2ФН построенные по схеме «сдвоенная звезда». Двигатель охлаждается воздухом, оснащен двухскоростным турбонаддувом, планетарным редуктором с передаточным числом 9:16 и системой непосредственного впрыска топлива в цилиндры. Левый и правый двигатель взаимозаменяемы.
Двигатели запускаются с помощью сжатого воздуха из компрессора АК-50М, расположенного на редукторе правого двигателя, или механически. Предусматривалась возможность пуска с помощью наземного стартера. Начиная с 15-й серии самолеты оснащались системой прогрева двигателя в зимних условиях.
До самолета 20/59 завода № 23 и до 16-го самолета 5-й серии завода № 166 включительно, штатным винтом был трехлопастный винт переменного шага АВ-5В-167А диаметром 3,8 м. Постоянные обороты винта поддерживал редуктор Р-7Е. Позднее самолеты получали четырехлопастные винты переменного шага АВ-9ВФ-21К диаметром 3,6 м и регулятором оборотов Р-9СМ1. Винт АВ-9 имел режим минимального сопротивления встречному потоку.
Топливная система на самолетах завода № 23 состояла из 14 баков, сваренных из стального листа АмцМ или АмцП толщиной 1–1,2 мм. Баки имели самогерметизирующиеся стенки. Общий объем баков составлял 2800 л. На самолетах завода № 166 было 12 баков (два бака в крыльях объединялись в один), но суммарный объем оставался такой же. Чтобы предотвратить пожар, в баки нагнетались выхлопные газы (из правого двигателя).
Масляная система состояла из двух баков общим объемом 276 л, радиаторов, насосов и маслопроводов. Для пуска двигателей на морозе масло можно было разбавлять бензином.