Боевое отделение занимало среднюю часть корпуса и внутреннюю часть башни. В нем размещалось основное и вспомогательное оружие танка, сиденья наводчика, командира танка и заряжающего, прицел, приборы наблюдения, агрегаты стабилизатора и электропривода башни, механизм поворота башни, радиостанция, три аппарата ТПУ, часть боекомплекта и ЗИП.
На днище боевого отделения слева по ходу танка располагались форсуночный подогреватель и люк запасного выхода, а справа в заднем углу – баллоны ППО. На бортах корпуса в нише башни и на днище боевого отделения размещалась часть боекомплекта.
На крыше башни, над рабочим местом командира, устанавливалась командирская башенка с входным люком, над рабочим местом заряжающего – входной люк. Оба люка закрывались откидными броневыми крышками, для облегчения открывания которых в их петлях устанавливались пучковые торсионы.
В передней части командирской башенки монтировался прибор наблюдения командира ТПК-1, а по периметру крышки люка – четыре призменных прибора. Для наводчика и заряжающего в боевом отделении танка в крыше башни устанавливались по одному смотровому прибору МК-4.
МТО располагалось в кормовой части корпуса, и было отделено от боевого отделения перегородкой. В нем размещались двигатель с обеспечивавшими его работу системами и агрегаты трансмиссии.
В башне танка справа от пушки Д-10ТГ монтировался спаренный 7,62-мм пулемет СГМТ. Второй пулемет СГМТ – курсовой, находился справа от механика-водителя. На башне танка, на вращающейся турели люка заряжающего, монтировался 12,7-мм зенитный пулемет ДШК обр. 1938/46 гг. (с 1956 г. – ДШКМ). Установка стабилизатора пушки в вертикальной плоскости позволила увеличить кучность и меткость стрельбы при ведении огня сходу, а применение эжектора – улучшило условия работы экипажа.
Для наводки пушки и спаренного пулемета в цель применялся телескопический шарнирный прицел ТШ2А-22 с электрообогревателем защитного стекла и механизмом его очистки от пыли и грязи. При стрельбе с закрытых огневых позиций использовались боковой уровень и угломерный круг, нанесенный на нижнем погоне опоры башни танка. Углы наводки спаренной установки по вертикали при выключенном стабилизаторе составляли от -5 до +18°. Для смягчения ударов пушки о жесткий упор на предельном угле снижения на бронезащите устанавливался резиновый амортизатор. При включенном стабилизаторе величина угла склонения уменьшалась на 45', угла возвышения – от 45' до 3°45'. Механизм поворота башни имел ручной и электромоторный приводы. Боевая скорострельность пушки при стрельбе с места достигала 7 выстр./мин, при стрельбе сходу – 4 выстр./мин. Стрельба из пушки прямой наводкой велась на дальностях до 6900 м, с закрытых огневых позиций – до 15600 м.