Фюзеляж самолета круглого сечения был выполнен по полумонококовой схеме и состоял из семи основных отсеков. В отклоняемой носовой части фюзеляжа под радиопрозрачным обтекателем, размещалась антенна и радиоэлектронные блоки радиолокационной станции, а в носке обтекателя - основной приемник воздушного давления. Перед передней стенкой кабины в отклоняемой носовой части фюзеляжа были размещены стеллажи с блоками пилотажно-навигационной системы управления оружием, а также агрегаты системы кондиционирования.
В передней части фюзеляжа были установлены узлы для крепления отклоняемой носовой части фюзеляжа и гидроцилиндра для ее подъема и опускания.
В отклоняемой носовой части фюзеляжа предполагалось установить штангу дозаправки самолета топливом в полете.
В верхней части кабинного отсека были размещены тандемно расположенные кабины летчика и штурмана. В кабинах были установлены органы управления самолетом, двигателями и приборы прицельного и навигационно-пилотажного оборудования.
Герметизация отсеков оборудования и кабины осуществлялась герметиком по заклепочным и болтовым швам. Технологические фланцевые стыки герметизировались термостойкими прокладками.
Каждая кабина была оборудована откидным люком для аварийного покидания самолета и посадки экипажа в кабины.
Под кабинами - в подкабинных отсеках были установлены агрегаты системы жизнеобеспечения экипажа и системы охлаждения и кондиционирования. В подкабинных отсеках устанавливались узлы подвески отклоняемой носовой части фюзеляжа.
Поперечный набор фюзеляжа был выполнен из типовых и силовых стеночных и арочных шпангоутов. Типовые шпангоуты состояли из профилей Z-образного сечения из титановых сплавов. Силовой шпангоут стенки кабины имел одностеночную конструкцию. Шпангоуты, являющиеся стенками герметичных отсеков, также составляли одностеночную конструкцию с подкрепляющим силовым набором.
Основная часть радиоэлектронного оборудования самолета была установлена в приборном (закабинном) отсеке. Для обеспечения работоспособности радиоэлектронного оборудования в длительном сверхзвуковом полете приборный отсек был выполнен герметичным, с теплоизоляционным покрытием по всей поверхности отсека. Фюзеляж в зоне приборного отсека по всей его длине имел круглое сечение диаметром 2000 мм.