В ходе аэродинамического проектирования АНТ-41 максимально учитывался и использовался опыт, приобретенный при создании СБ. АНТ- 41 имел схему свободнонесущего среднеплана. Обшивка крыла, фюзеляжа и оперения гладкая, шасси убираемое. Экипаж – 4 человека. В носовой части фюзеляжа располагался штурман (он же – стрелок подвижной стрелковой носовой установки – вращающейся башни под пулемет ШКАС). Далее шла кабина летчика. В другой кабине, размещавшейся за центропланом, находились стрелок-радист, обслуживавший нижнюю стрелковую установку (подфюзеляжная выпускная башня под пулемет ШКАС), и стрелок верхней стрелковой точки (турель под пулемета ШКАС, а в перспективе – под пушку ШВАК для варианта крейсера). При дальнейших проработках функции радиста были переданы штурману.
Крыло состояло из центроплана и двух отъемных консолей. Центроплан изготовлялся как одно целое с центральной частью фюзеляжа, представляя собой единый агрегат, к которому крепились все остальные съемные части: консоли крыла, носовая и хвостовая части фюзеляжа. Оригинальным элементом в конструкции центроплана был тоннельный сотовый радиатор нового типа. Охлаждающий воздух поступал в радиатор через щель, устроенную в передней кромке крыла, а выходил через отверстия на верхней поверхности крыла. Такая схема охлаждения, безусловно перспективная в аэродинамическом отношении, впоследствии получила довольно широкое распространение и применялась на многих самолетах различного назначения. А впервые в СССР ее отрабатывали на экспериментальном варианте самолета Р-б. Руководил этой работой В. М. Мясищев.
ФюзеляЖ АНТ-41 представлял собой монокок. Обшивка фюзеляжа – дюралюмин повышенной прочности. Центроплан и консоли крыла – двухлонжеронные. Стабилизатор, крепившийся к фюзеляжу тремя кронштейнами и двумя подкосами, имел переменный угол установки (от 0° до 3° ). Для облегчения управления самолетом на рулях высоты, руле поворота и левом элероне были сделаны триммеры.
В конструктивном отношении наиболее трудная задача заключалась в необходимости разместить торпедное вооружение внутри самолета. Целесообразность такого компоновочного решения определялась тем, что наружная подвеска сильно испортила бы аэродинамику машины и не позволила бы достичь приемлемых летных показателей. В своей записке от 14 декабря 1934 г., направленной А. А. Архангельскому, который замещал А. Н. Туполева во время его командировки в Англию, В. М. Мясищев писал: "…Основной задачей самолета является тактико-техническое совмещение в самолете двухмоторного крейсера, бомбардировщика средней грузоподъемности и сухопутного торпедоносца. При использовании отечественных моторов самолет должен дать хорошие летно-технические качества по сравнению с лучшими заграничными самолетами подобного типа. В этих целях в самолете все прячется в полете внутрь: шасси, костыль, радиатор, пушка и боевые грузы всех вариантов. Поэтому в варианте торпедоносца этот тип самолета является впервые реализуемым проектом с большими скоростями, чем имеющиеся сейчас…"
