В качестве основного оружия в унифицированном боевом модуле предполагалось использовать 30-мм автоматическую пушку 2А72 или 14,5-мм крупнокалиберный пулемет КПВТ, а также спаренный 7,62-мм пулемет ПКТМ. На БТР-82, где основным оружием является 14,5-мм пулемет КПВТ, появилась система питания с единой лентой на 500 патронов, т. е. отпала необходимость производить перезарядку пулемета 10 раз (10 коробок по 50 патронов), как было на БТР-80.
Размещенное за пределами обитаемого отделения бронетранспортера оружие не создает загазованности внутри машины, что повысило комфортность условий работы экипажа и десанта.
В унифицированном модуле также предусмотрена возможность установки и других видов артиллерийского вооружения, в том числе зарубежного производства — при поставке машин на экспорт.
Для повышения поисковых возможностей и эффективности стрельбы использован комбинированный всесуточный прицел наводчика ТКН-4ГА (ТКН-4ГА-02) со стабилизацией поля зрения. Все эти меры обеспечили повышение эффективности стрельбы БТР-82 (БТР-82А) в 2 раза по сравнению с БТР-80 (БТР-80А) соответственно.
Однако уже в ходе государственных испытаний нового изделия Заказчик отказался от варианта вооружения бронетранспортера крупнокалиберным пулеметом, в связи с чем дальнейшие работы по БТР-82 были прекращены.
Новый комплекс вооружения БТР-82А в ходе испытаний преподнес немало сюрпризов — он никак не хотел вписываться в рамки ТТЗ (тактико-технического задания. — Прим. авт.) по кучности и точности стрельбы из автоматической пушки при стрельбе с ходу. Собственно, это и не стало неожиданностью. Высокой точности и кучности стрельбы на колесной машине достичь гораздо сложнее, чем на гусеничной, в силу особенностей конструкции ходовой части колесного шасси, которое более подвержено различным колебаниям при движении по пересеченной местности. Однако проблему точности и кучности стрельбы удалось решить. В конструкцию стабилизатора оружия и приводов наведения были внесены изменения, которые позволили достичь показателей кучности и точности стрельбы из автоматической пушки БТР-82А, сравнимых с показателями стрельбы 30-мм автоматической пушки БМП-2. При этом реализация технических решений позволила даже отказаться от установки пушки на так называемую «третью точку опоры» (когда ствол пушки ближе к дульному срезу крепят при помощи специальной рамной конструкции).
Защищенность машины повышена благодаря использованию противоосколочной защиты из современных арамидных материалов на внутренних поверхностях корпуса, в том числе и на полу. Помимо повышения защитных свойств, установка противоосколочной защиты улучшает термо- и шумоизоляцию обитаемого отсека бронетранспортера.
