Он мог принимать два положения – полетное и посадочное. Рули высоты и направления также имели металлический (дюралюминиевый) каркас, но обтягивались полотном ACT-100. На рулях устанавливались триммеры. На первых сериях триммеры имели дюралевые лонжероны и нервюры, металлическую обшивку и ободок из текстолита. Позднее ободок сияли.
Пе-2 имел полностью убирающееся в полете шасси с хвостовым колесом.
Основные колеса шасси крепились к "ногам" двухстоечной схемы с пневмо- масляными амортизаторами. После взлета "ноги" складывались назад в мотогондолы и полностью закрывались боковыми створками. Основные колеса оборудовались пневматическими тормозами. Хвостовое (костыльное) колесо убиралось назад в хвостовую часть фюзеляжа и тоже полностью закрывалось боковыми створками. Под этими створками имелись еще одни, внутренние, защищавшие механизмы от пыли и грязи при открытых наружных. Хвостовое колесо крепилось к наклонно расположенной вилке и имело отдельный пнев- момасляный амортизатор. Выпуск и уборка шасси осуществлялись электрогидравлической системой или аварийной ручной помпой.
Винтомоторная группа на ранних Пе- 2 состояла из двух 12-цилиндровых V- образных редукторных моторов водяного охлаждения М-105Р конструкции В.Я. Климова с трехлопастными металлическими винтами изменяемого шага ВИШ-61Б и вспомогательных узлов и агрегатов. Моторы устанавливались на передней кромке центроплана на цельносварных рамах из стальных труб и полностью закрывались обтекаемыми капотами. Всасывающие патрубки карбюраторов располагались по бокам мотогондолы в ее нижней части. Выхлоп из цилиндров шел в специальные коллекторы с сопловым выходом, позволявшие использовать реактивный эффект отработанных газов. Масляные радиаторы ОП-286 подвешивались на лентах под моторами. Для их обдува в гондоле под коком винта имелось специальное отверстие. Охлаждение моторов М-105Р осуществлялось летом водой, а зимой антифризом. Радиаторы ОП-253, спаянные из медных трубок, находились в крыле слева и справа от каждого мотора (один в центроплане и один в консоли). Забор воздуха производился через входы в носке крыла, выпуск – через люки с жалюзи на верхней поверхности крыла за моторами. Жалюзи, управляемые электромеханизмом УР-2, позволяли регулировать скорость проходящего по радиатору потока.
Тянущие винты ВИШ-61Б имели масляную автоматику так называемой "обратной" схемы. Втулки винтов закрывались коками обтекаемой формы, плавно переходящими в обводы капота. Винты имели противообледенительную систему, омывающую лопасти антифризом (смесью глицерина и этилового спирта). Моторы можно было запустить как от воздушного самопуска ВС-30 (впоследствии установили более мощный ВС-50), так и от автостартера.
Заднюю часть мотогондол занимали отсеки для уборки основных колес шасси и небольшие бомбоотсеки.
На Пе-2 ранних серий устанавливали по одиннадцать бензобаков, но с 64-й серии горючее располагалось в девяти бензобаках: фюзеляжном (№ 1) и восьми крыльевых. Из числа последних два бака с каждой стороны (№ 2 и № 3) стояли в центроплане и монтировались через бомбоотсек, а еще два (№ 4 и № 5) – в отъемной части крыла (их устанавливали через специальные люки снизу, закрытые съемными панелями). Все баки сваривались из алюминий-магниевого сплава АМЦМЛ, имели для повышения жесткости внутренние перегородки, подкрепляющие ребра и профили. Все они протектировались невулканизированной резиной, затягивавшей пробоину при простреле. Впоследствии на части самолетов баки № 2 и № 3 стали делать из фибры. Они имели несколько меньшую емкость, но были проще в производстве и не давали заусенцев по краям пробоины, мешавших стягиванию протектора. Все баки были съемными и крепились дюралюминиевыми лентами. Полный запас бензина у Пе-2 с девятью баками составлял 1484 л (при фибровых баках – 1411 л).
Для уменьшения пожароопасности и повышения живучести самолета при простреле бензобаков, последние наддувались инертным газом. Сперва пользовались сжатым азотом из баллонов, а затем перешли на наддув охлажденными и очищенными выхлопными газами от моторов. Такая мера препятствовала накоплению в баках слоя взрывоопасных бензиновых паров. Впоследствии ввели так называемую "2-ю зону нейтрального газа" – стали заполнять не только баки, но и отсеки, в которых они находились. Маслобаки находились в мотогондолах за двигателями и не были протектированы.