Танк ИС-2 представлял собой тяжелый танк с классической конструкцией корпуса. Переднюю часть занимал отсек управления с рабочим местом механика-водителя, размещенным по центру, центральную часть корпуса занимало боевое отделение, над которым устанавливалась башня, а заднюю часть корпуса занимало машинное отделение, в котором был установлен двигатель и трансмиссия.
Броня танка изготавливалась комбинированным методом: корпус был сварным, из прокатанных бронеплит, а носовая часть была литой. Башня также была сварной, часть ее элементов была литой, а часть изготавливалась из проката.
В движение танк приводился 12-цилиндровым дизельным двигателем с жидкостным охлаждением, развивающим мощность в 500 л. с при 2000 об. /мин. Передача осуществлялась с помощью сухого многодискового фрикциона, от которого тяга поступала на механическую коробку передач с редуктором, обеспечивающую 8 скоростей переднего и 2 - заднего хода. От коробки передач тяга передавалась на двухступенчатые планетарные механизмы поворота, а затем уже на ведущие колеса.
Емкость внутренних топливных баков составляла 520 литров, кроме того, снаружи устанавливались дополнительные внешние баки емкостью 300 л, что в сумме обеспечивало запас хода по шоссе 240 км или 170 км в поле.
Шасси танка состояло из шести пар двойных литых из стали несущих колес с независимой подвеской. Ведущие колеса размещались на корме машины, а ленивцы, по конструкции идентичные с несущими колесами - впереди. Гусеницы имели ширину 650 мм и собирались из траков шагом 162 мм. Каждая лента содержала 86 однгребневых одношкворневых траков.
Вооружение танка состояло из 122 мм пушки образца 1943 года Д-25Т, с углом обстрела по азимуту 360 градусов, а по углу места - от -3 до +20. Привод башни был как электрическим, так и ручным. Вспомогательное вооружение было представлено тремя пулеметами ДТ калибра 7.62 мм, один из которых был курсовым, один был сопряжен с пушкой и размещался в башне, и еще один размещался в задней стенке башни и обслуживался командиром танка. Дополнительно на крыше банка в поворотной турели на командирской башенке устанавливался зенитный крупнокалиберный пулемет ДШК калибра 12.7 мм. Боекомплект орудия составляло 28 снарядов раздельного заряжания, что заметно снижало скорострельность орудия из за ручного заряжания - реальный темп стрельбы не превышал 23 выстрелов в минуту.