Механизм поворота башни — планетарный, с ручным и электрическим бесступенчатыми приводами. Электропривод был оборудован системой командирского управления, командир мог, удерживая цель в поле зрения своего смотрового прибора, нажать на кнопку, установленную на приборе, и повернуть башню в заданном направлении по кратчайшему пути. При совпадении линии визирования с осью канала ствола башня останавливалась. Максимальная скорость поворота башни составляла 12 град./с.
122-мм танковая пушка Д-25Т обр.1943 г. с длиной ствола 48 калибров и спаренный с ней 7,62-мм пулемет ДТ были установлены в литой маске. Пушка снабжалась двухкамерным дульным тормозом и горизонтальным клиновым затвором с полуавтоматикой механического типа. Начальная скорость бронебойного снаряда равнялась 781 м/с. Прицельная дальность стрельбы с помощью телескопического прицела ТШ-17 составляла 5000 м, ас помощью бокового уровня — 15 000 м. Скорострельность 2—3 выстр./мин.
На крыше башни на турели находился зенитный 12,7-мм пулемет ДШК.
Боекомплект пушки состоял из 28 выстрелов раздельного заряжания, в том числе: 18 с осколочно-фугасными снарядами и 10 с бронебойными. Следует отметить, что для облегчения работы заряжающего укладки, предназначенные для размещения бронебойных снарядов, окрашивались в черный цвет, а остальные — в серо-стальной.
Боекомплект для пулемета ДТ состоял из 945 патронов, снаряженных в 15 магазинов, а для пулемета ДШК — из 5 лент по 50 патронов, каждая из которых укладывалась в отдельную коробку. Одна коробка устанавливалась на пулемет, остальные размещались в боевом отделении.
Двенадцатицилиндровый четырехтактный V-образный дизельный двигатель В-11-ИС-3 жидкостного охлаждения с рабочим объемом 38 880 см³ и максимальной мощностью 520 л.с. (382,5 кВт) при 2200 об/мин был установлен на кронштейнах, приваренных к бортовым листам корпуса.
В топливную систему танка входили четыре внутренних коробчатых металлических сварных бака общей емкостью 450 л, расположенных по два справа и слева от двигателя, как правая и левая группы. Четыре наружных цилиндрических бака емкостью по 90 л каждый крепились на наклонных листах корпуса по бортам кормовой части и были подключены к внутренним. Баки имели механические приспособления для сброса, состоящие из защелок с тросовым управлением. Рукоятки сброса устанавливались по бортам задней части боевого отделения.
На танке имелись воздухоочистители типа «Мультициклон».
Система охлаждения — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией. В систему встроен котел для подогрева охлаждающей жидкости зимой с помощью паяльной лампы.
Запуск двигателя осуществлялся электростартером СТ-700 или сжатым воздухом из двух баллонов емкостью 5 л каждый, расположенных под верхними наклонными листами лобовой части корпуса. Инерционный стартер отсутствовал.
Силовая передача — механическая. Главный фрикцион — многодисковый, сухой, сталь по асбобакелиту. Коробка передач (КП) — восьмискоростная, с демультипликатором. Планетарные механизмы поворота — двухступенчатые, располагались на концах главного вала КП. Блокировочные фрикционы ПМП — многодисковые, сухие, сталь по стали. Тормоза плавающие, ленточные, чугун по стали. Бортовые передачи — понижающие редукторы с простым шестеренчатым и планетарным рядом.
Ведущие колеса имели съемные венцы с 14 зубьями. Направляющее колесо было взаимозаменяемым с опорными катками. Механизм натяжения гусениц — винтовой, кривошипный.
На каждом борту имелось по 6 сдвоенных опорных и 3 поддерживающих катка. Подвеска катков — индивидуальная, торсионная.
Гусеница — мелкозвенчатая, цевочного зацепления. Номинальное число траков в каждой гусенице — 86, минимальное — 79. Соединение траков — открытым шарниром. Шаг трака - 160 мм, ширина — 650 мм. Трак представлял собой отливку или фасонную штамповку.
Система электрооборудования — однопроводная, 24-вольтовая. Имелись генератор мощностью 1500 Вт и четыре аккумуляторные батареи.
На танке устанавливалась радиостанция 10-РК-26 и танковое переговорное устройство ТПУ-4бисФ.
Первая опытная партия тяжелых танков ИС-3 покинула заводские цеха в мае 1945 года. В боевых действиях Великой Отечественной войны они участия не принимали. По некоторым данным, ИС-3 применялись при разгроме японской Квантунской армии в августе 1945 года.
Корпус танка ИС-ЗМ:
1,7 — верхние наклонные листы, 2 — бонки для крепления запасных траков, 3 — бонка для крепления прибора ночного видения, 4 — бонки для крепления фар и сигнала, 5 — защелка, 6 — буксирный крюк, 8 — левое переднее крыло, 9 — нижний наклонный лист, 10 — нижний вертикальный лист, 11 — кронштейн кривошипа направляющего колеса, 12 — цапфа, 13 — упор, 14 — кольцо, 15—блок подвески, 16 — верхний наклонный лист, 17 — крыло, 18 — кронштейн крепления наружных топливных баков, 19 — защитная планка.