Поликарпов У-2 (По-2) представлял собой одномоторный двухместный биплан деревянной конструкции с неубирающимся шасси. Передняя часть фюзеляжа, имевшая шесть шпангоутов, была частично расчалена в верхней горизонтальной плоскости и полностью – в нижней. Для расчалок использовалась 3-мм проволока. Обшивка – из 2-мм фанеры. На переднем шпангоуте имелись узлы крепления для двигателя и противопожарной перегородки. Ветровые козырьки были выполнены из плексигласа. До 1938 года они состояли из трех секций – плоской передней и двух боковых, а затем их стали делать из одного изогнутого листа. Панели приборов в передней и задней кабине крепились к шпангоутам 2 и 3 соответственно. Фанерный пол простирался от шпангоута 1 до шпангоута 5.
Конструкция задней части была аналогична передней – четыре лонжерона и шпангоуты, но растянута она была полностью. Верх задней части фюзеляжа был закрыт легкосъемным фанерным гаргротом, крепившимся на стяжных замках, что позволяло в случае необходимости осматривать конструкцию. К верхним лонжеронам задней части с помощью металлических фитингов крепился киль вертикального оперения. К лонжеронам также крепилось горизонтальное оперение и его подкосы и хвостовой костыль. По бортам находились люки для осмотра амортизатора костыля. Обшивка хвостовой части была полотняной.
Сидения членов экипажа изготовлялись из гнутых стальных труб, соединенных сваркой. Силовой набор крыльев и центроплана состоял из коробчатых лонжеронов и фанерных нервюр, к которым с помощью казеинового клея и гвоздей крепились рейк-полки. Каждая консоль крыла имела десять обычных и шесть усиленных нервюр. К последним крепились расчалки бипланой коробки. Носок крыла до переднего лонжерона был обшит фанерой, остальная часть, включая элероны, имела полотняную обшивку. Верхние и нижние консоли крыла имели одинаковый размах и площадь, но размах верхнего и нижнего крыла был разным, так как в первом случае консоли крепились к центроплану размахом 1500 мм, а во втором – к фюзеляжу шириной 750 мм. Кроме того, под законцовками нижнего крыла были установлены защитные дужки, защищавшие их от касания земли при посадке с креном. Стабилизатор имел два коробчатых лонжерона, семь нервюр, концевые дужки и расчалки из проволоки. Угол установки стабилизатора мог меняться на земле перестановкой заднего вильчатого болта на гребенке лонжерона киля. Стабилизатор крепился к фюзеляжу с помощью фитингов и подкосов. Рули высоты имели основной и вспомогательный лонжероны и по семь нервюр. Каждый руль крепился к стабилизатору на трех шарнирах. Сверху и снизу рули высоты имели кабанчики тяг управления.
Киль неподвижно крепился к лонжеронам фюзеляжа и состоял из заднего лонжерона (бруса), продольного стрингера и концевой дужки. Руль направления состоял из лонжерона, шести нервюр и дужки и имел роговую компенсацию, он крепился к килю на четырех шарнирах. Обшивка хвостового оперения была полотняной.
Проводка системы управления – тросовая, на прямых участках проволочная. Военные и гражданские машины раннего выпуска различались формой руля управления: военные имели ручку с кольцом сверху, на котором располагались гашетки пулеметов, а гражданские – простую цилиндрическую ручку. Ручка управления в задней кабине всегда была «гражданского» типа. Шасси – трехопорное с парой колес и хвостовым костылем. Тормоза отсутствовали. Первоначально использовались спицованные колеса размером 700×120 мм, с обтекателями их лакированной ткани на спицах. На эталоне 1936 года были установлены спицованные колеса 700×100 мм, а с середины 1938 года стали использовать дисковые колеса такого же размера. А с 1939 года и вплоть до окончания выпуска У-2/По-2 стали устанавливать колеса размером 700×150 мм. Для взлета перегруженного самолета или при действиях с мягкого грунта могли устанавливаться сдвоенные колеса. Основные опоры шасси состояли из переднего и заднего подкосов, оси и ленточных расчалок. Задние подкосы имели амортизацию из резиновых шнуров. Силовая установка состояла из пятицилиндрового звездообразного двигателя воздушного охлаждения Швецов М-11 рабочим объемом 8,6 литра с двухлопастным деревянным винтом диаметром 2,45 м, передние кромки которого были обклеены тканью. В 1939 году, когда появились более мощные модификации М-11, самолет стали оснащать винтами ВД-1 или ВД-14 диаметром 2,35 метра, передняя кромка которых имела окантовку из меди. Топливная система включала медный трубопровод в фюзеляже и топливные краны, установленные в обеих кабинах, а также указатель уровня топлива. Бензобак емкостью 126 литров размещался в фюзеляже перед кабиной летчика и крепился к лонжеронам с помощью двух стальных лент. В центроплане мог устанавливаться дополнительный топливный бак емкостью 75 литров. Маслобак емкостью 11 литров был установлен перед первым шпангоутом фюзеляжа.
