Каркас фюзеляжа состоял из четырех лонжеронов, нескольких стрингеров и шпангоутов; обшивка фюзеляжа выклеивалась из шпона. Фонарь кабины пилота сделан из оргстекла, неподвижная и подвижная ею части закреплялись на дюралевом каркасе.
Крыло площадью 26 м2 трапециевидной формы имело профиль ЦАГИ «В» с относительной толщиной 15% у корня и 9% на конце. Элероны имели металлический каркас и полотняную обшивку, цельнометаллические щитки – закрылки типа «Шренк».
Однокилевое вертикальное оперение имело угол заклинения по отношению к оси фюзеляжа. Цельнометаллическое горизонтальное оперение закреплялось на фюзеляже. Рули высоты и направления состояли из металлического каркаса. Все рулевые поверхности были снабжены триммерами.
Одностоечное шасси с колесами размером 750x250 мм убиралось назад в центроплан с разворотом колес на 90°.
Костыльное колесо (300x125 мм) убиралось также назад, в хвостовой обтекатель. Уборка и выпуск шасси – гидравлические, от помпы, установленной на моторе. Аварийный выпуск шасси производился при помощи ручной гидравлической помпы. Амортизация шасси масляно-пневматическая.
Опытный мотор воздушного охлаждения М-71, снабженный винтом АВ-5-4А с углами установки лопастей в пределах 25 – 56°, диаметром 3,25 метров закрывался цельнодюралевым капотом типа NACA. Протектированный бензобак емкостью 630 л располагался под сиденьем летчика и заполнялся инертным газом из выхлопного коллектора мотора.
Маслобак на 55 лигров устанавливался на противопожарной перегородке.
Управление рулями высоты и элеронами – жесткой конструкции, а рулем направления – тросовое.
Стрелковое вооружение самолета состояло из четырех крыльевых пулеметов LUKAC с боезапасом 3160 патронов и двух синхронных ШКАС с боезапасом 1520 патронов.
Бомбовая нагрузка в фюзеляже соответствовала эскизному проекту и составляла 120 кг в нормальном варианте.
Бронирование общей массой 202,8 кг состояло из панелей, защищавших пилота с боков, сзади и сверху, нижней и задней панелей бака.
В период с середины марта до середины сентября А.И. Кокин, ведущий летчик- испытатель завода № 289, провел сокращенные испытания самолета Су-6 в ЛИИ НКАП. В процессе летных испытаний изменялся состав оборудования, устанавливалось вооружение, проводились различные доработки конструкции.
Скорость полета доводилась до 575 км/ч по прибору летчика, причем вибрации не обнаруживались.
В облете самолета принимали участие летчики-испытатели ЛИИ М.Л. Галлай, А.Н. Гринчик, В.П. Федоров и Г.М. Шиянов. В своих отчетах они писали:
