Ходовая часть базировалась на восьми равнорасположенных сдвоенных опорных катках, сблокированных попарно в балансирные тележки с рычажно-пружинной уравнительной подвеской. Она давала хорошую плавность хода и более равномерное распределение нагрузки по гусенице, что благоприятно сказывалось на проходимости. Из-за смещения центра тяжести тягача назад при буксировке прицепов пружины задней тележки были сделаны более жесткими, чем передней. Резиновые бандажи на катках и направляющих колесах отражали скоростную направленность ходовой части тягача. Гусеница — мелкозвенчатая, танкового типа, с мелкими грунтозацепами — имела недостаточное сцепление с грунтом, особенно на обледенелой и заснеженной дороге, и плохо очищалась от грязи. Это было общей бедой всех довоенных быстроходных тягачей, когда еще не удавалось совместить требуемые скоростные качества и высокие тяговые свойства гусениц. Поэтому «Ворошиловец» в эксплуатации не мог полностью реализовать свою высокую мощность — сила тяги по сцеплению с грунтом не превышала 13 000 кгс при скорости движения 3,5 км/ч, хотя по двигателю могла бы достигать 16 900 кгс. Съемные добавочные почвозацепы (шпоры) поднимали тяговые свойства гусеницы, но через 50 км выходили из строя и требовали замены.
Реверсивная лебедка, размещенная посредине под кузовом, имела горизонтальный барабан емкостью 30 м 22-мм троса с выдачей его по роликам вперед, что наряду с подтягиванием грузов или прицепов (с усилием до 12 тс) делало возможным и самовытаскивание тягача. Привод лебедки производился от мультипликатора через реверс-редуктор. Управление лебедкой и торможение груза на тросе осуществлялось из кабины. К сожалению, отсутствовала возможность отключения барабана для ручного разматывания троса.
Рама — сварная из двух продольных швеллеров, для жесткости связанных многочисленными поперечинами, косынками и площадками под агрегаты, — закрывалась снизу съемными листами. Сзади имелся поворотный замковый крюк с буферными пружинами, рассчитанный на повышенное тяговое усилие. Машина была хорошо оснащена электрооборудованием с 24-вольтовым киловаттным генератором, четырьмя аккумуляторами, полным комплектом приборов освещения и сигнализации. Сидевший слева водитель располагал набором из 10 одних только контрольных приборов, не считая часов. Кабину, как и ранее, использовали от грузовика ЗИС-5, но заметно ее переоборудовали и расширили. Для вентиляции и связи с расчетом на платформе в задней части кабины сделали два люка.
Впереди большой грузовой платформы площадью 5,76 м² размещались два топливных бака общей емкостью 550 л, аккумуляторы, запас масла, инструмент и огнетушители. Расчет располагался на трех съемных поперечных сиденьях и одном дополнительном. Остальной объем могли занимать солидный боекомплект и тяжелое артиллерийское снаряжение. Предусматривалась и установка съемного брезентового тента.
Летом 1939 года «Ворошиловец» проходил армейские испытания на танковом полигоне в Кубинке под Москвой. Как и ожидалось, он показал высокие результаты, уверенно буксировал самые большие артиллерийские системы и все виды танков, включая Т-35. Была опробована, причем успешно, буксировка на местности следующих тяжелых артсистем: 210-мм пушки образца 1939 года (раздельно лафет и ствол), 152-мм пушки образца 1935 года, 203-мм гаубицы образца 1931 года (раздельно лафет и ствол), 280-мм мортиры образца 1939 года, 305-мм гаубицы образца 1939 года (раздельно лафет и ствол). Тягач преодолевал брод до 1,3 м (с подготовкой), ров —до 1,5 м, подъем с прицепом массой 18 т — до 17°. Максимальная скорость достигала 42 км/ч, средняя по шоссе с полной нагрузкой —до 20 км/ч, по грунту — 16 км/ч. Это были наибольшие скорости среди всех испытанных тягачей — сказывались высокая удельная мощность и более совершенная подвеска «Ворошиловца». Средне-техническая (расчетная) скорость движения по шоссе с артиллерийской системой в составе «колонна — батарея» равнялась 18 км/ч, в составе «колонна — полк» — 13 км/ч. Снабженный экономичным дизелем «Ворошиловец» выдерживал непрерывный суточный марш без дозаправки. В качестве топлива могли применяться дизтопливо, газойль или, в крайнем случае, смесь моторного масла с керосином. Запас хода по шоссе с грузом без прицепа достигал 390 км, с грузом и прицепом — 240 км, по грунту с грузом и прицепом — от 125 до 200 км (в зависимости от местности). Часовой расход топлива по шоссе с грузом 3 т составлял: без прицепа — 20 кг, с прицепом — 24 кг. Впервые артиллеристы не испытывали дефицита мощности двигателя, достаточной была и грузоподъемность тягача. Сила тяги также вполне устраивала заказчиков, даже в сухую погоду она ограничивалась только сцеплением гусениц с грунтом и реализовывалась вплоть до полной выборки клиренса.