По первым наметкам конструкция штурмовика предполагалась цельнометаллической. Затем для экономии дефицитного в то время и еще дорогого дюралюминия было решено строить самолет с максимально возможным применением дерева. Так, фюзеляж типа полумонокок строился весь из дерева. Набор его шпангоутов и четыре лонжерона со стрингерами были изготовлены из сосновых брусков. Несущая обшивка фюзеляжа - из фанеры небольшой толщины. Крыло с небольшим поперечным "V", состоявшее из центроплана и отъемных консолей, оставлено цельнометаллическим. Стыки консолей с центропланом закрывались дюралевыми лентами. Щитки из двух половин крепились к заднему лонжерону крыла и были обшиты листами тонкого дюралюминия. Металлический каркас элеронов обшивался полотном. Левый элерон был снабжен триммером, Свободнонесущий стабилизатор и киль - цельнометаллические, симметричного профиля. Обшивка рулей полотняная. Рули высоты имели управляемые триммеры.

Шасси ШБ - обычной схемы. Костыль убирался в обтекатель в конце фюзеляжа. Главные стойки с тормозными колесами убирались назад по потоку в центроплан и закрывались створками заподлицо с нижним контуром крыла. При этом колеса поворачивались на 90° с помощью зубчатого зацепления. Такая оригинальная схема уборки стоек шасси в дальнейшем неоднократно применялась советскими конструкторами на различных типах самолетов, а том числе на истребителях Су-1, Су-3, Су-7, на штурмовиках Су-6 и Ил-10.

Разрабатывая новый самолет, конструкторский коллектив стремился учесть возможность использования производственниками самой прогрессивной по тому времени технологии: многие узлы и детали из алюминиевых сплавов выполнялись методом горячей штамповки или литья. Сварочные операции были сведены к минимуму. Широко применялись в конструкции профили стандартного типа. Все это облегчало поточное производство самолетов, снижало их себестоимость. Для повышения боевой живучести штурмовика его основные элементы защищались специальными средствами. Внутренние полости топливных баков, например, покрывались самозатягивающимся слоем специальной резины; кабины летчика и стрелка-радиста защищались бронеплитами. Опытный образец штурмовика-бомбардировщика имел на вооружении шесть скорострельных пулеметов ШКАС калибра 7,62 мм. Из них четыре были установлены в консолях крыла, один - в башенной турельной установке и один - в нижней люковой пулеметной установке. Башенный пулемет в полете до района цели для лучшего обтекания воздухом закрывался специальным кожухом. При нормальном взлетном весе 4500 кг на кассетных держателях во внутрифюзеляжном отсеке подвешивалось до 600 кг бомб различного калибра.

По расчетам конструкторов, штурмовик-бомбардировщик с двигателем воздушного охлаждения должен был развивать скорость у земли до 350 км/ч. Его дальность полета около 800 км, потолок до 8 тыс.м. Летные испытания в основном подтвердили расчетные данные. Самолет показал хорошую устойчивость и управляемость. Однако, как показали первые же крупные операции, проведенные противниками в первый период второй мировой войны, сочетать в одном самолете качества штурмовика и бомбардировщика (хотя экономически это и выгодно) все же нецелесообразно. Штурмовику нужны более сильное бронирование, стрелковое вооружение разного, в том числе крупного калибра, меньшая высотность, но большая скорость у земли. С учетом этих, продиктованных жизнью требований конструкторы приступили к разработке специализированного самолета - штурмовика под новый мощный двигатель воздушного охлаждения М-71. В новом самолете они использовали ряд элементов, примененных в опытном ШБ.