Артиллерийское вооружение состояло из двух крыльевых пушечных неподвижных установок, размещенных в отъемных частях крыла. Каждая установка под пушку 11-П (система ОКБ-16 НКВ) калибра 37 мм обеспечивалась боезапасом в 40 снарядов. Пушечные установки обеспечивались пневматическим спуском и электропневматической перезарядкой.

Крепление пушки осуществлялось в двух точках так, что вся сила отдачи поглощалась в передней точке крепления.
Патронный ящик пушечной установки емкостью 35 патронов размещался между 3-й и 6-й нервюрами крыла. Он вклепывался в конструкцию крыла и для закладки патронной ленты имел в верхней обшивке люк. Сам ящик состоял из фанерных боковых стенок и дюралевых верха и днища.
Рукава питания стальные, жесткой конструкции, сварные. На правом крыле рукав состоял из одной части, на левом – из двух, сочленявшихся между собой телескопически. Рукава питания подводили пушечную ленту из патронного ящика к приемнику пушки.
Гильзоотвод представлял собой стальной вертикальный рукав с раструбом в верхней части. Гильзоотвод выводил гильзы наружу под крыло.
Звеньеотводы стальные. На правом крыле звеньеотвод отводил звенья сразу вниз под крыло, на левом – отводил звенья сверху в стальной рукав, идущий через первые нервюры отъемной части и центроплана.
Для доступа к агрегатам пушки в верхней обшивке крыла имелся большой люк, в носке крыла малый люк и на левом крыле снизу лючок для подхода к крышке приемника.
В отъемных частях крыла располагались неподвижные установки под пулеметы ШКАС калибра 7,62 мм, с запасом патронов 675 штук. Доступ к агрегатам и установка пулеметов осуществлялись через большие люки в верхней обшивке крыла. Управление обеспечивалось пневматическим спуском и электропневмагической перезарядкой.
Пулеметы крепились в лафетах, которые обеспечивали его крепление и регулировку, питание и отвод звеньев и гильз.
Легкосъемный патронный ящик размещался между 3-й и 6-й нервюрами крыла и вставлялся снизу. Для заправки ленты из ящика в рукав питания, в верхней обшивке крыла имелся лючок. Рукава питания стальные, жесткие с шарнирным сочленением вертикальных рукавов с горизонтальными.
Звенья собирались через звеньеотвод лафета – вываливались на дно стрелкового отсека. Выгребались звенья через лючок в нижней обшивке крыла. Гильзы выводились наружу под крыло через гильзоотводные патрубки.
Управление стрельбой артиллерийского и стрелкового оружия производилось при помощи двух гашеток, размещавшихся внутри баранки ручки управления самолетом. Для стрельбы из неподвижного оружия был установлен прицел ВВ-1 (кольцо на бронекозырьке и мушка на капоте).
На самолете предполагалась установка шести ракетных орудий РО-132 или РО-82. Управление стрельбой – из кабины пилота. Прицел ПБП-1а располагался над приборной доской.
Подвижная блистерная установка под 12,7-мм пулемет системы Березина монтировалась над плато второй кабины самолета так, что ее кольцо вписывалось в фонарь кабины под углом 45° к строительной горизонтали самолета.
Установка обеспечивалась боезапасом в 190 патронов в четырех магазинах. Два подвешивались по бортам кабины на крышках бомбовых отсеков, один – на задней броне и один устанавливался на пулемет.
Прицеливание осуществлялось через кольцевой прицел, находившийся за фонарем снаружи над стволом пулемета. Установка обеспечивала углы обстрела: вверх 36°, вниз 8-9° и в стороны по 15°.
Бомбардировочное вооружение самолета находилось в бомбовых отсеках фюзеляжа и на подкрыльных установках. Бомбовые отсеки представляли собой два кассетных ящика, вмонтированные в конструкцию самолета.
Ящик состоял из двух отсеков – верхнего и нижнего. Каждый отсек вмещал одну бомбу ФАБ-100 или ФАБ-50, и бомбы от 25 кг до 1 кг – общим весом в среднем до 100 кг.
Конструкция беззамковых бомбардировочных установок допускала укладку бомб различного калибра непосредственно на створки бомбоотсеков на их полную расчетную грузоподъемность.
Этим упрощался процесс загрузки бомб, облегчалось перебазирование самолета.
Управление сбрасыванием раздельное, поэтому каждый отсек имел свои замки и пиропистолет.
Подкрыльевая установка состояла из механизма сбрасывания, замка, деталей крепления замка и сигнализации. Замок установки ДЗ-40 обеспечивал подвеску бомб в 50, 100 и 250 кг, а также ВАП-200 и УХАП-250.
В бомбовые отсеки бомбы от 100 до 50 кг поднимались лебедкой, а от 25 кг и ниже – укладывались вручную. Лебедка БЛ- 4 устанавливалась снаружи на борт фюзеляжа на специальном кронштейне. На подкрыльные держатели бомбы поднимались лебедкой с тем же кронштейном, что и в бомбовые отсеки.
Сбрасывание бомб осуществлялось из кабины летчика с помощью электросбрасывателя ЭСБР-ЗП или от механического сбрасывателя АСШЛ-340, которые были связаны с замками створок бомбовых отсеков.
Летчик-испытатель завода № 289 Н.Д. Фиксон совершил на этой машине первый вылет 10 марта 1943 г. Заводские летные испытания затянулись из-за частых неполадок в работе мотора М-71Ф.
Государственные испытания в НИИ ВВС самолет проходил с 20 июня по 30 августа 1943 г.
За это время было произведено 42 полета с общим налетом 23 часа 10 минут. Испытания проводили ведущий инженер А.В. Синельников и ведущий летчик-испытатель А.И. Кабанов, летчики облета П.М. Стефановский и А.К. Долгов.
Кабину летчика признали просторной, посадку – удобной. Обзор впереди в стороны оценивался как хороший и несколько ограниченный – назад.
Стало ясно, что следует перекомпоновать приборную доску, изменить размещение в кабине отдельных рукояток, кнопок и сделать другие мелкие доработки.
Для лучшего обзора приборной доски летчики просили заменить ручку управления самолетом штурвального типа на стандартную – истребительного.
Кабина стрелка, как по своим габаритам, так и по удобству работы в ней, значительно превосходила кабину стрелка на самолете Ил-2. Хорошее бронирование кабины обеспечивало безопасность и уверенность в работе стрелка, что в значительной степени повышало живучесть самолета в целом.

Стрелковая установка с пулеметом УБТ оказалась эффективной защитой задней верхней полусферы. Но обстрел задней нижней полусферы практически был невозможен.
Эксплуатация Су-6, по сравнению с эксплуатацией самолетов однотипной винтомоторной группы, затруднений не представляла. Достаточно было двух человек: техника и механика.
Неподвижные стрелково-пушечные установки обеспечивали безотказную стрельбу пушек и пулеметов. Вероятность попадания из 37-мм пушек с самолета Су-6 была большей, чем при стрельбе из таких же пушек с самолета Ил-2, вследствие меньшего влияния силы отдачи на поведение «Су».
Это объяснялось большей его скоростью и устойчивостью, а также лучшим расположением пушек относительно центра тяжести.
Бензосистема обеспечивала нормальное питание горючим на всех высотах полета самолета и режимах работы мотора.
Система охлаждения мотора обеспечивала нормальный температурный режим головок цилиндров при наборе высоты и в горизонтальном полете на максимальной скорости при температуре наружного воздуха у