Истребитель И-301 представлял со бой одноместный истребитель-моноплан деревянной конструкции с низкораспо ложенным крылом, мотором водяного охлаждения М-105П и трехлопастным винтом изменяемого шага ВИШ-61.

Фюзеляж самолета деревянный, типа монокок, овального сечения, переходя щий в хвостовой части в килевую фер му. Каркас фюзеляжа состоит из пят надцати шпангоутов, четырех лонжеро нов и двенадцати стрингеров. Киль вы полнен заодно с фюзеляжем. Усилен ные шпангоуты (№№ 1 и 14) изготов лены с применением дельтадревесины, лонжероны – из сосновых брусьев пере менного сечения. Кроме сосны, в сило вом наборе фюзеляжа применялись липа и ясень. К передней части фюзеляжа крепится металлический лафет под мо тораму и вооружение. Все деревянные детали фюзеляжа соединяются на клее ВИАМ-ЗБ без использования гвоздей и шурупов. Обшивка фюзеляжа выклеи валась из березового шпона; толщина обшивки изменяется от 9,5 мм в пере дней части фюзеляжа до 3 мм – в хвос товой. Наружная отделка поверхности фюзеляжа включала оклеивание шпо на тканью, шпаклевку и тщательное зашкуривание неровностей перед по краской. Лафет представляет собой сварную силовую ферму из оцинкованых стальных труб.

Деревянный центроплан двухлонжеронной конструкции является основным силовым агрегатом самолета, к нему крепятся консоли крыла, шасси, фюзе ляж. Обшивка центроплана между лон жеронами – фанерная, толщиной 7 мм; обшивка носка крыла выклеена из шпо на толщиной 4 мм. Лонжероны центроп лана коробчатого сечения, полки изго товлены из дельта-древесины. Торцевые нервюры центроплана – металлические.