ЗПУ-2 состоит из двух 14,5 мм пулеметов КПВ, нижнего станка лафета с тремя подъемниками, вращающейся платформы, верхнего станка лафета (с механизмами наведения, кронштейнами люльки и патронных ящиков, а также сиденьями наводчиков), люльки, прицельных приспособлений и колесного хода.
Нижний станок лафета представляет собой сварную треугольную раму, на которой закреплен с возможностью кругового вращения верхний станок. Для обеспечения транспортировки установки нижний станок снабжен отделяемым колесным ходом. Для стрельбы установку снимают с колесного хода и устанавливают на грунт. Перевод ее из походного положения в боевое выполняется за 18–20 секунд.
Смонтированные на верхнем станке лафета механизмы наведения позволяют вести круговой обстрел с углами возвышения от –7 до +90°.
Скорость наведения оружия в горизонтальной плоскости составляет 48 град/с, наведение в вертикальной плоскости осуществляется со скоростью 31 град/с. Максимальная скорость обстреливаемой цели составляет 200 м/с.
Люлька снабжена уравновешивающим механизмом. Он выполнен в виде спиральной пружины и расположен внутри подъемного механизма.
Отделяемый колесный ход подвешен на листовых рессорах. Это позволяет буксировать установку легкими армейскими автомобилями с достаточно высокой скоростью. На большие расстояния установку, боекомплект и расчет из 6 человек перевозят в кузове армейского грузового автомобиля. Хотя масса установки с колесным ходом и патронами достигает 1000 кг, на малые расстояния она может перемещаться силами расчета.
Составляющие вооружение установки два 14,5 мм пулемета КПВ обеспечивают су ммарный темп стрельбы 1100 выстр/мин. Боевая скорострельность составляет 300 выстр/мин.
Стрельба ведется патронами 14,5×114 мм с бронебойно-зажигательной пулей Б-32 массой 64 г, бронебойно-зажигательно-трассирующей пулей БЗТ массой 59,4 г, бронебойно-зажигательной пулей БС-41, бронебойно-зажигательно-трассирующей пулей БСТ массой 68,5 г, зажигательной пулей мгновенного действия МД3 массой 60 г, зажигательно-пристрелочной пулей ЗП массой 61 г.
Питание патронами производится из металлических звеньевых лент, укладываемых в патронные ящики емкостью 150 патронов.
Для наведения оружия на цель используется ракурсный коллиматорный прицел.
В целях повышения тактической мобильности зенитных пулеметных подразделений и обеспечения ПВО мотострелковых частей на марше в конце 1940-х гг. был спроектирован вариант ЗПУ-2, предназначенный для размещения на бронетранспортерах. Он имел обозначение ЗПТУ-2.
В 1947 г. в конструкторском бюро Горьковского автомобильного завода разработали зенитную установку БТР-40 А, состоявшую из легкого двухосного бронетранспортера БТР-40 и зенитной пулеметной установки ЗПТУ-2, размещенной в десантном отделении бронетранспортера. Зенитная установка имела круговой обстрел, а углы вертикального наведения составляли от –5° до +90°. Боекомплект состоял из 1200 патронов.
Установка БТР-40 была принята на вооружение в 1951 г. и выпускалась серийно на Горьковском автомобильном заводе. В дальнейшем создали вариант машины с возможностью движения по железной дороге (БТР-40 АЖД).
В 1925 г. на Московском автомобильном заводе им. И. В. Сталина была запущена в производство зенитная установка БТР-152 А (объект 140 А), созданная на базе трехосного бронетранспортера БТР-152 с размещением в ней спаренной 14,5 мм установки ЗПТУ-2. Установка обеспечивала круговой обстрел, наведение в вертикальной плоскости осуществлялось в диапазоне углов от –5° до +89°. Боекомплект составлял 1200 патронов. До 1955 г. было выпущено 719 таких установок.
С 1955 г. в производство была запущена усовершенствованная установка БТР-152 Е на базе бронетранспортера БТР-152 В1. Вооружение самоходной установки составляла ЗПТУ-2. Благодаря установленной на бронетранспортере централизованной системе регулирования давления в шинах самоходная установка обладала повышенной проходимостью вне дорог.
В подразделения ПВО мотострелковых полков Советской армии поступило около 160 машин этой модификации.
Еще большей проходимостью отличалась гусеничная зенитная пулеметная установка на базе бронетранспортера БТР-50 П.
Было изготовлено несколько образцов установки, но в серийное производство ее не запустили.
Спаренная зенитная пулеметная установка ЗУ-2