Хвостовой отсек представлял собой сварную конструкцию, аналогичную топливному отсеку. На хвостовом отсеке крепились четыре плоскости хвостового оперения, имевшие силовой набор из нервюр и лонжеронов и обшивку. Конструкция оперения сварная из стали. Внутри отсека располагалась двигательная установка, состоящая из ЖРД, турбонасосного агрегата, баков с перекисью водорода и перманганатом натрия (катализатор для разложения перекиси водорода) и парогазогенератора. Двигательная установка, через мотораму, крепилась к силовому шпангоуту, находящемуся наверху хвостового отсека. В нижней части отсека находилось рулевое кольцо - силовая конструкция, к которой крепились графитовые газовые рули. Стабилизаторы на концах имели небольшие аэродинамические рули, которые играли вспомогательную роль в управлении. Главное назначение стабилизаторов - обеспечить правильную ориентацию ракеты на конечном участке траектории - при входе и плотные слои атмосферы. Общий вес хвостового отсека - 1859 кг.
Общая длина ракеты составляет 14030 мм, а со штыревой антенной - 14300 мм, максимальный диаметр корпуса 1651 мм, размах хвостового оперения - 3564 мм. Сухой вес ракеты - 4808 кг, стартовый вес - 12805 кг, запас топлива - 8796 кг. Первые семь ракет имели вес примерно на одну тонну больше, чет серийные образцы.
Силовая установка ракеты А-4
Основу силовой установки составляет ЖРД, работающий на 75-процентном спирте и жидком кислороде. Тяга двигателя - 245-307 кН (25-31 тс). Первая цифра относится к условиям работы на земле, вторая - на большой высоте. Эффективная скорость истечения (удельный импульс) 2000 м/с, температура в камере сгорания - 2000° C, расход топлива 125 кг/с. Давление в камере сгорания - 1,425 МПа (14,5 ат). Общая длина двигателя составляла 1725 мм; диаметр камеры сгорания - 940 мм; диаметр сопла в критическом сечении - 405 мм, а на срезе - 735 мм.
При создании двигателя таких габаритов и тяги было сделано много пионерских изобретений, среди них необходимо отметить: применение турбонасосного агрегата для подачи компонентов топлива в камеру сгорании; применение охлаждения камеры сгорания одним из компонентов топлива (спиртом); применение пленочного охлаждения критического сечения сопла и стенок камеры, а также разработка многочисленной арматуры (клапанов, жиклеров, горловин и редукторов).
Конструкция камеры сгорания и сопла была стальной и имела двойные стенки, между которыми протекал спирт для охлаждения. Камера сгорания имела грушевидную форму, на вершине которой располагалось 18 форкамер, которые обеспечивали смешивание и подачу компонентов топлива в камеру сгорания. На внутренней поверхности камеры имелись 4 пояса отверстий (3 до критического сечения сопла, 1 - после) для создания пленочного охлаждения стенок. Вес камеры сгорания двигателя был равен 420 кг.