«Объект 701» имел классическую схему общей компоновки — впереди отделение управления, в центре боевое, сзади моторно-трансмиссионное. Масса машины составила 56 тонн, экипаж — 4 человека. Таким образом, по массе «объект 701» превосходил серийный ИС-2 на 10 тонн, сравнившись по этому показателю с немецким «Тигром».

Бронекорпус танка «объект 701» изготавливался из листов стали 42СМ толщиной 120–160 мм средней твердости. Передняя часть состояла из верхнего, нижнего лобовых и правого, и левого скуловых листов, установленных под большими углами наклона к вертикали. Борта собирались из верхней наклонной и нижней вертикальной частей. Корму образовывали верхний, средний и нижний бронелисты. В крыше моторного отделения имелись четыре броневых решетки над вентиляторами, люки для доступа к двигателю и фильтрам тонкой очистки топлива, а также три горловины топливных баков. Крыша над трансмиссией могла откидываться на петлях.

Танк «объект 701» № 5, вид сзади справа. НИБТ полигон, декабрь 1944 года. Башня в походном положении, хорошо виден упор для фиксации ствола орудия (ЦАМО).

Днище танка «объекта 701» имело корытообразную форму, в нем имелись люки для доступа к агрегатам и механизмам танка.

Все бронелисты корпуса соединялись между собой «в шип» и «в четверть», при помощи сварки.

Литая башня танка изготавливалась из стали 66 и была обработана на среднюю твердость.

В отделении управления находилось место механика-водителя, а также рычаги и педали приводов управления, кулиса, щитки с контрольными приборами, топливоподкачивающий насос, два баллона со сжатым воздухом для запуска двигателя, аккумуляторные батареи и часть ЗИП. За сиденьем механика-водителя в днище имелся аварийный люк, а в крыше отделения управления — смотровой люк с двумя приборами МК-4. Также механик-водитель мог наблюдать за дорогой через смотровую щель со стеклом «Триплекс» в верхнем лобовом листе корпуса.

На крыше боевого отделения «объекта 701» устанавливалась башня, с ручным и электрическим механизмами поворота. Максимальная скорость вращения составляла 15 градусов в секунду. В боевом отделении размещались радиостанция, аппараты ТПУ, вращающееся контактное устройство, а также рабочие места наводчика, командира и заряжающего. Для посадки экипажа в башне находились два люка над местами заряжающего и командира. Для наблюдения за полем боя заряжающий имел смотровой прибор МК-4, а командир и заряжающий — по два таких прибора в поворотных основаниях крышек люков.

Вооружение «объекта 701» состояло из установленной в башне 122-мм пушки С-34, спаренной с пулеметом ДТ. Для наводки на цель использовался телескопический шарнирный прицел ТШ-17 с углами вертикального наведения от -3 до +19 градусов. Стрельба велась при помощи электроспусков, кнопки которых устанавливались на рукоятках маховиков механизма подъема пушки и поворотного механизма башни.

Пушка имела раздельное заряжание, снаряды укладывались в нише башни, а заряды — в бортовых нишах корпуса, на вращающемся полике и левой стенке башни. Также в башне размещались 26 дисков к пулемету ДТ, два пистолета-пулемета ППШ и 25 гранат Ф-1.

Дополнительные испытания танка «объект 701» № 5 — машина преодолевает косогор в 20 градусов. НИБТ полигон, весна 1945 года (ЦАМО).

Моторное отделение отделялось от боевого перегородкой. Здесь размещался двигатель, слева и справа от него — масляный и топливные баки. В бортовых нишах, изолированно от моторного отделения, монтировались вентиляторы системы охлаждения и радиаторы. Это обеспечивало удобный монтаж радиаторов и защищало от попадания в двигатель большого количества пыли.

В качестве силовой установки на «объекте 701» использовался дизельный двигатель В-12 мощностью 750 л.с. Он был спроектирован на базе серийного дизеля В-2ИС, увеличение мощности достигалось установкой нагнетателя и повышением числа оборотов до 2200 об/мин.

«Объект 701» имел оригинальную планетарную трансмиссию, обеспечивающую шесть передач вперед и три назад. Ее конструкцию разрабатывали специалисты МВТУ имени Баумана. Трансмиссия состояла из четырех основных узлов: главного 3-ступенчатого редуктора, реверса, мультипликатора и механизма поворота, которые компактно монтировались в одном картере. Для получения меньших размеров и удобства регулировки фрикционы и тормоза были вынесены из картера.

Ходовая часть по конструкции практически не отличалась от ходовой танка ИС-2, но имела семь опорных катков на борт.

Электрооборудование выполнялось по однопроводной схеме. Источниками электроэнергии являлись генератор Г-73 и четыре аккумуляторных батареи 6СТЭ-128.

На танке «объект 701» устанавливалась радиостанция 10РК и танковое переговорное устройство ТПУ-4-БИС-Ф.

Параллельно с изготовлением «объекта 701» № 0, Кировский завод вел сборку еще двух опытных образцов этой машины — № 1 и № 2. В их конструкцию внесли ряд изменений по опыту эксплуатации «нулевого» образца. Для испытаний двух этих машин была создана специальная комиссия (председатель — генерал-лейтенант танковых войск Б.Г. Вершинин), в состав которой вошли представители наркомата танковой промышленности и командования бронетанковыми и механизированными войсками Красной Армии.