Боевое отделение, располагавшееся в средней части корпуса и в башне, с основным и вспомогательным оружием с боекомплектом, системой управления огнем, смотровыми (дневными и ночными) приборами, рабочими местами экипажа и другим оборудованием было аналогично боевому отделению опытного танка «Объект 140».

МТО размещалось за боевым отделением в кормовой части корпуса и было отделено от него моторной перегородкой. Компоновка МТО повторяла компоновку МТО серийного Т-54Б.

Основным оружием танка «Объект 142» являлась 100-мм нарезная танковая пушка Д-54ТС с двухплоскостным стабилизатором «Вьюга», оснащенная щелевым дульным тормозом и эжекционным устройством продувки ствола после выстрела. С пушкой был спарен 7,62-мм пулемет СГМТ. Второй пулемет СГМТ — курсовой, размещался справа от механика-водителя. Установка зенитного 14,5-мм пулемета КПВТ была упразднена. Отсутствовал также механизм выброса стреляных гильз после выстрела из пушки, так как его конструкция еще не была полностью отработана.

При стрельбе из пушки и спаренного пулемета днем наводчик пользовался телескопическим прицелом ТШ2А, ночью — ночным прицелом ТПН-1. Углы наводки спаренной установки оружия по вертикали составляли от -5° до +16°.

Боекомплект к пушке (50 выстрелов) и его размещение в танке остались такими же как в опытном танке «Объект 140». За счет исключения зенитного пулемета КПВ, боекомплект к спаренному и курсовому пулеметам СГМТ был увеличен до 3500 патронов. Кроме того, в боевом отделении укладывались два 7,62-мм автомата АК-47 с боекомплектом, 12 ручных гранат Ф-1 и сигнальный пистолет с 12 сигнальными патронами.

Танк «Объект 142».

Броневая защита танка — дифференцированная, противоснарядная. При изготовлении корпуса машины был использован резервный комплект заготовок бортов и подбашенной крыши для опытного танка «Объект 140». Верхний и нижний лобовые листы корпуса имели толщину брони 100 мм и были установлены под углом от вертикали 65° и 61° соответственно. Верхний лобовой лист корпуса обеспечивал противоснарядную стойкость от 100-мм бронебойного тупоголового снаряда с начальной скорость 930 м/с на любой дистанции; нижний лобовой лист — от аналогичного типа снаряда, но с меньшей начальной скоростью — 865 м/с.

Применение в конструкции корпуса проката бортовой брони переменного сечения (в нижней части — 80 мм, в верхней — 57 мм) с последующей гибкой позволило обеспечить более надежное бронирование верхней части борта машины. Бортовые листы в секторе обстрела ±22,5° гарантировали ту же бронестойкость, что и лобовые детали.

Поперечное сечение корпуса по боевому отделению имело вид «рюмки», а передней части и части корпуса, занимаемой МТО, — вид шестигранника. В передней части это было сделано за счет профиля штампованной крыши отделения управления, а в кормовой части — за счет среза в верхней части бортов и установки специальных косынок. Корма корпуса сваривалась из двух катаных броневых листов толщиной 45 и 30 мм, устанавливавшихся под углами наклона от вертикали 17 и 70° соответственно.

Схема броневой защиты танка «Объект 142».