Штурмовик Ил-2 КСС — одномо­торный двухместный свободно-несущий моноплан с убирающимся шасси и закрытой кабиной.

Фюзеляж: смешанной конструкции. Передняя часть представляла собой сварную оболочку из гнутых листов стальной брони толщиной 4-6 мм, полностью закрывавшую двигатель, радиаторы и кабину летчика.

Часть бронелистов откидывалась на шарнирах для доступа к двигателю и другим агрегатам. Общая масса брони составляла 990 кг. Задняя часть фюзеляжа - цельнодеревянный монокок, выклеенный из фанеры и шпона вместе с килем.

Между кабинами летчика и стрелка под общим фонарем размещен бензобак и бронеплита тол­щиной 12 мм. Другая бронеплита толщиной 6 мм установлена позади  кабины стрелка.

Крыло: разъемное, трехсекционное, двухлонжеронное, состоящее из металлического центроплана, обшитого дюралем, и деревянных консолей с фанерной обшивкой. В центроплане размещались четыре бомболюка, а в консолях - наступательное стрелковое вооружение. В задней части крыла крепились металлические посадочные щитки и элероны с дюралевым каркасом и полотняной обшивкой.

Хвостовое оперение: свободнонесущее с деревянным килем и металлическим стабилизатором. Каркасы рулей выполнены из дюраля, обшивка - полотно. Рули снабжены триммерами и весовыми балансирами.

Силовая установка: двухрядный 12-цилиндровый поршневой двигатель водяного охлаждения AM-38 Ф (форсированный), взлетная мощность 1720 л.с. Винт трехлопастный, изменяемого шага ВИШ-22Т. Водорадиатор установлен в тоннеле внутри фюзеляжа, между двигателем и кабиной, а масло-радиатор - в бронекоробке под днищем фюзеляжа.

Вооружение: две пушки ВЯ-23 калибра 23 мм с боезапасом по 150 снарядов на ствол, два пулемета ШКАС калибра 7,62 мм с боекомплектом по 750 патронов и подвижный пулемет УБТ калибра 12,7 мм с боекомплектом 150 патронов, укрепленный на турели в кабине стрелка. Бомбовая нагрузка от 400 кг (нормальная) до 600 кг (макси­мальная). Под консолями крыла возможна подвеска пусковых установок для четырех реактивных снарядов РС-82.

Шасси: трехстоечное с хвостовым колесом. Основные стойки рамного типа отличались повышенной прочно­стью, чтобы выдерживать грубые посадки. В полете они убирались поворотом назад в металлические гондолы, укрепленные на центроплане крыла, и закрывались створками. Колеса в убранном положении частично выступали из гондол, играя роль амортизатора при вынужденной посадке без выпуска шасси. Хвостовое колесо неубирающееся.