В первом отсеке располагалась пассивная радиолокационная ГСН сдатчиком контактного подрыва.
Головка самонаведения ПРГС-1 ВП обеспечивала наведение на РЛС противника, работающие в диапазоне А в режиме непрерывного излучения. ГСН могла осуществлять избирательный захват одной из трех близкорасположенных РЛС, переключаться с одной станции на другую, при временном прекращении излучения цели производить ее последующий повторный захват или переключаться на другую РЛС, осуществлять приоритетный захват РЛС, работающей в режиме наведения ракеты.
Головка самонаведения ПРГС-2ВП предназначалась для поражения импульсных РЛС, работающих в диапазоне А', и также обеспечивала различные режимы применения.
Второй, приборный, отсек служил для размещения аппаратуры СУР-71, включающей блок управления БУ-41 и блок БФКУ-42, предназначенный для организации полета по специально выбранной траектории, а также рулевых приводов основных каналов ПГ-11, системы контактных датчиков СКК, а на внешней поверхности отсека — рулей. Исходя из установки в передней части ракеты Х-27ПС довольно массивной ГСН для обеспечения необходимой маневренности потребовалось несколько сдвинуть вперед центр давления, для чего перед рулями разместили небольшие неподвижные дестабилизаторы.
Третий отсек представлял собой сопряженную с предохранительно-исполнительным механизмом И-255 осколочно-фугасную боевую часть Ф-27 массой 90 кг. С учетом обусловленного применением тяжелой ГСН снижения массы боевой части при отсутствии, в отличие от Х-25, дополнительной боевой части конструкция Ф-27 была оптимизирована исходя из нанесения наибольшего урона ан тенным устройствам РЛС противника. Ее заряд был насыщен стальным крошевом, в качестве средства повышения поражающего действия боевой части обеспечивался воздушный подрыв от неконтактного датчика. Применительно к противорадиолокационной ракете более предпочтительным оказался лазерный взрыватель, в отличие от радиолокационного взрывателя не создающий помех работе пассивной головке самонаведения и не оказывающий своим излучением влияния, демаскирующего поле ракеты.
Четвертый отсек представлял собой твердотопливный двигатель РДТТ-276М с узлами подвески и контактами устройства запуска двигателя.
В пятом отсеке располагались воздушный аккумулятор давления, пиросистема, силовой привод, блок распределения электроснабжения БП-72, ампульные батареи АБ-4. На верхней наружной поверхности находился бортразъем, Истребитель-бомбардировщик МиГ-27К с управляемой ракетой Х-27ПС и контейнером «Вьюга».