В конструкции фюзеляжа широко использовались магниевые сплавы. Самолет получил трехстоечное шасси с носовым колесом, убираемым в фюзеляж, и основными стойками, убираемыми в хвостовые балки.
Центроплан крыла представлял собой разработанное NACA так называемое "тоннельное крыло", которое имело узкий канал воздухозаборника в передней кромке для промежуточного охладителя и радиатора двигателя. Посадочные щитки также получили вторую роль - они регулировали поток воздуха через радиатор. Все это позволило разместить все радиаторы целиком в крыле.
ХР-54 разрабатывался в качестве средневысотного истребителя. Вооружение - шесть 12,7-мм пулеметов - монтировалось в носовой части фюзеляжа. Взлетный вес оценивался в 5220 кг. Максимальная скорость ожидалась не менее 815 км/ч на высоте 6100 м. Эта высота должна была набираться за шесть минут.
7 сентября 1940 г армейский воздушный корпус США предложил Валти перепроектировать ХР-54 в высотный перехватчик. Это изменение задач заставило разработать для самолета герметичную кабину и установить турбокомпрессор. Вооружение было изменено на пару 37-мм пушек Т-12/Т-13 с боезапасом 60 снарядов на ствол и два 12,7-мм пулемета М2 с 500 патронами на ствол. Армия также потребовала усилить бронезащиту пилота и двигателя. Все это привело к росту взлетного веса до 8172 кг.
Установка гермокабины на самолет, имевший довольно большую стояночную высоту, сделали посадку в нее пилота довольно сложной проблемой. Ее решили довольно оригинально - сиденье пилота могло подниматься подобно лифту. Для того, чтобы пилот мог сесть в самолет, кресло с помощью электромотора спускалось вниз под фюзеляж. Пилот садился в него и нажимал кнопку после чего кресло поднималось на место в кабине. Проводку управления пришлось сделать в обход люка в полу кабины. Колонка управления была выполнена в форме перевернутой U и имела круглый штурвал. Такая посадка в кабину позволила сделать фонарь монолитным, что решило проблему обеспечения герметичности. В случае необходимости покинуть самолет (разумеется на достаточной высоте) кресло катапультировалось вниз, выводя пилота за плоскость, ометаемую винтом. В результате ХР-54 стал первым американским истребителем с катапультируемым сиденьем.
Гондола фюзеляжа имела еще одну интересную особенность - носовая часть фюзеляжа с вооружением была подвижной и могла отклоняться на шесть градусов вниз и на три вверх, чем компенсировалась разная начальная скорость снарядов пушки и крупнокалиберных пулеметов. Пушки можно было и зафиксировать в одном положении. Склонение пушек и пулеметов учитывалось специальным прицелом. Причем склонение пушек и установка прицела осуществлялись независимо, так что прицеливание из оружия в реальной бою могло оказаться для пилота сущим кошмаром.
