Фюзеляж круглого поперечного сечения имеет полумонококовую конструкцию и выполнен разъемным. Максимальный диаметр фюзеляжа – 1,45 м. Эксплуатационный разъем (по шп. № 13/14) лежит в плоскости задних узлов крепления крыла и делит фюзеляж на две практически равные по длине секции. Лобовой дозвуковой воздухозаборник разделен вертикальной перегородкой на два канала, которые огибают кабину летчика. В носке этой перегородки установлена посадочная фара. Над воздухозаборником на шп. № 1 закреплен фотокинопулемет С-13. Между воздушными каналами в носовой части фюзеляжа (до шп. № 4) располагается отсек оборудования, а под ним – ниша убранного положения передней опоры шасси. В отсеке оборудования находятся аккумуляторная батарея, два кислородных баллона, блоки радиостанции и системы госопознавания. Для доступа к этому оборудованию предусмотрен верхний люк. Передняя опора шасси крепится к шп. № 4, а гидроцилиндр ее уборки-выпуска – к шп. № 1. На верхней части шп. № 4 закреплена 10-мм бронеплита.
Далее, между шп. № 4 и № 9, располагается кабина летчика. Кабина – герметичная, вентиляционного типа, закрыта прозрачным каплевидным фонарем, состоящим из неподвижного козырька и сдвигаемой назад крышки, Остекление козырька – лобовое бронестекло толщиной 64 мм и две боковые плексигласовые секции толщиной по 8 мм. Крышка фонаря также изготовлена из плексигласа толщиной 8 мм и 4 мм (задняя секция). Кроме того, фонарь имеет внутреннее остекление из плексигласа толщиной 4 мм. Между внешним и внутренним слоями плексигласа помещен сменный силикагель для поглощения влаги. В аварийной ситуации крышка фонаря сбрасывается. Кресло летчика – катапультируемое. За креслом установлены бронезаголовник и бронеспинка. Под кабиной находится отсек оборудования с электропреобразователями и блоками радиовысотомера и радиокомпаса, а ниже – отсек вооружения. Пушки с патронными коробками закреплены на лафете, который при обслуживании самолета опускается. В отсеке вооружения находятся также баллон аварийной пневмосистемы и фотоаппарат АФА-14М.
За кабиной летчика между каналами воздухозаборника расположен основной топливный бак. Здесь же находится гидроаккумулятор. К узлам на шп. № 9 и № 13 крепится крыло. Между этими шпангоутами на нижней поверхности фюзеляжа имеется люк для монтажа/демонтажа топливного бака. Силовой набор передней секции фюзеляжа дополняют четыре лонжерона, изготовленные из дюралюминия (между шп. № 1 и №9) и стали (между шп. № 9 и № 13). Толщина обшивки этой секции варьируется от 0,6 до 1,2 мм.