В конечном счете ракета поступила на вооружение с оснащенным турбонасосным агрегатом двигателем С2.722В. Так как стартовик придавал ракете скорость, не превышающую 100 м/с, дальнейший разгон должен был обеспечить ЖРД, при работе на повышенном режиме развивающий тягу 1211 кг. По достижении скорости около 1150 км/ч тяга уменьшалась до значения 511 кг, примерно равного силе аэродинамического сопротивления на маршевом участке полета.
Исходя из опыта предыдущих разработок и умеренных требований по маневренности для П-15 была принята «самолетная» аэродинамическая схема. Однако, в отличие от ранее созданных и разрабатывавшихся в то время авиационных «самолетов-снарядов» (КС, К-ЮС, Х-20), на П -15 установили крыло так называемой «ромбовидной», а не стреловидной формы. Это определялось крайне жесткими ограничениями поперечного габарита. Ширина катера почти равнялась размаху стреловидного крыла ракеты КС. На катере же требовалось разместить побортно две пусковые установки, при том что между ними еще находилась и рубка. «Ромбовидные» крылья уже использовались на зенитных ракетах комплекса С-25, серийно выпускавшихся с 1953 г. В настоящее время такие крылья относят к трапециевидным, хотя они очень напоминают треугольные, отличаясь от них основательно срезанной законцовкой и обратной стреловидностью задней кромки. Ту же форму в плане имели киль и стабилизатор. Консоли последнего располагались под углом 30° к горизонту, способствуя обеспечению не только продольной, но и путевой устойчивости. Конструкторы сочли нецелесообразным наращивать высоту киля — это вело к увеличению габаритов пусковой установки, а применению подфюзеляжного киля мешал стартовый двигатель. Компоновка оказалась перспективной: три равномерно расположенные по окружности одинаковые хвостовые поверхности в дальнейшем идеально вписались во вновь созданную контейнерную пусковую установку. Органы управления располагались по обычной самолетной схеме — элероны на крыле, рули на киле и стабилизаторе.
Первоначально ракеты оснащались крыльями традиционной для авиации клепаной конструкции. В дальнейшем технологи дубнинского завода отработали намного более производительный процесс изготовления цельнолитого крыла методом выжимания. Новая конструкция крыла была запущена в производство и на серийном заводе в г. Арсеньеве. Конструкторы и технологи были награждены медалью ВДНХ.
В передней части фюзеляжа под радиопрозрачным обтекателем, выполненным из стеклотекстолита ACT с полистиролом ПС, располагалась антенна разработанной в КБ-1 под руководством Ивана Прокофьевича Кучеренко головки самонаведения (ГСН), основная аппаратура которой размещалась в следующим фюзеляжном отсеке. Далее последовательно располагались фугасно-кумулятивная боевая часть 4Г-15, шар-баллон сжатого воздуха, бак горючего из алюминиевого сплава, основные блоки аппаратуры автопилота, сферический бак окислителя из алюминиево-магниевого сплава. Сжатый воздух использовался для задействования пневматических рулевых машинок, а также в системе вытеснения компонентов топлива из баков.