Отделение управления размещалось с левой стороны, как и на танке Т-54Б. Боевое отделение, располагавшееся в средней части корпуса и в башне, было аналогично боевому отделению опытного танка «Объект 140». Компоновка моторно-трансмиссионного отделения была аналогичной компоновке моторно-трансмиссионного отделения серийного танка Т-54Б.
В башне танка устанавливалась 100-мм нарезная танковая пушка Д-54ТС со стабилизатором «Комета» в двух плоскостях наведения и с механизмом выброса стреляных гильз из башни. С пушкой был спарен 7,62-мм пулемет СГМТ. При стрельбе из пушки и спаренного пулемета использовался телескопический прицел ТШ2А. Углы наводки спаренной установки по вертикали составляли от -6 до +16". При стрельбе ночью использовался ночной прицел ТПН-1.
Второй пулемет СГМТ – курсовой, устанавливался справа от механика-водителя аналогично установке курсового пулемета танка Т-54Б.
В боекомплект танка входили 43 унитарных выстрела к пушке и 3500 патронов к пулеметам.
Броневая защита танка – противоснарядная. Использование в конструкции корпуса проката бортовой брони переменного сечения с последующей гибкой позволило создать более надежное бронирование верхнего пояса борта машины. Верхний и нижний лобовые листы корпуса имели толщину брони 100 мм и были установлены под углом от вертикали 60 и 55° соответственно. Поперечное сечение корпуса по боевому отделению было выполнено в виде «рюмки», а передней части и части корпуса, занимаемой МТО, – в виде шестигранника. Бортовые листы корпуса имели толщину 80 мм. Кормовой лист имел толщину брони 45 мм. Наряду с повышением бронестойкости верхнего пояса, форма корпуса позволила разместить опору башни увеличенного диаметра и таким образом значительно улучшить размещение агрегатов и экипажа в башне. Диаметр погона опоры башни «в свету» составлял 2250 мм. За счет отворота бортов были созданы дополнительные внутренние объемы в корпусе машины. Жалюзи системы охлаждения двигателя в крыше МТО имели механизм закрывания, который срабатывал автоматически при ядерном взрыве, тем самым уменьшая воздействие ударной волны на агрегаты МТО.
Литая с вварной крышей башня по своей конструкции была аналогична башне опьтного танка «Объект 140». В лобовой части она имела переменную толщину брони от 214 до 122 мм с углами наклона от 0 до 60°, в бортовой части, соответственно, 210-113 мм и 0-60°. В кормовой части крыши башни находился люк для выброса стреляных гильз и броневой колпак вытяжного вентилятора. Над рабочим местом заряжающего размещалась специальная высокая башенка под установку турели зенитного пулемета (на опытном образце пулемет не устанавливался).