Корпус шасси представляет собой сварную конструкцию, которую поперечные перегородки делят на четыре отделения: управления, силовое, расчета и кормовое. На марше командир, наводчик и механик-водитель находятся в кабине САУ (отделение управления), там же предназначено место для 3УP "Стрела-2". Остальные четыре члена экипажа располагаются в среднем отделении установки.
В качестве силовой установки на самоходной пушке установлен двигатель В-46-1, представляющий собой 12-цилиндровый V-образный четырехтактный дизель с наддувом. Подвеска шасси индивидуальная, торсионная с гидравлическими амортизаторами. Для автономного питания гидравлических и электрических систем САУ снабжена дизель-агрегатом, состоящим из дизеля 9P4-6V2 мощностью 18 кВт и редуктора со стартером-генератором и насосом гидросистемы. Гидросистема предназначена для питания рабочей жидкостью под давлением 80-100 кг/см приводов вертикального и горизонтального наведения, механизма заряжания гидроцилиндров сошникового устройства и направляющих колес. Вместимость гидросистемы - 100 л.
Вооружение САУ - 203-мм пушка 2А44. Ствол ее состоит из свободной трубы, кожуха, муфты, казенника и втулки. Затвор поршневой двухтактного действия. Операции с затвором производятся автоматически с помощью механического привода, а в аварийном режиме - вручную. Тормоз отката гидравлический веретенного типа, накатник пневматический. Огромная сила отдачи пушки гасится как за счет большой длины отката - до 1 400 мм, так и за счет опускающихся ленивцев, гидравлический привод которых наряду с гидроамортизаторами ходовой части выполняет роль дополнительных противооткатных устройств. Кроме того, САУ оснащена мощным сошником бульдозерного типа. Сошник, заглубляющийся в грунт на глубину до 700 мм, обеспечивает хорошую устойчивость САУ при всех углах наведения и видах зарядов. При необходимости “Пион” может вести огонь уменьшенными зарядами при малых углах возвышения, находясь в походном положении. Подъемный механизм пушки секторного типа, а поворотный - винтового. В вертикальной плоскости пушка наводится в пределах от 0" до +60°, в горизонтальной угол наведения составляет +15° относительно продольной оси машины. Цапфы люльки входят в щеки стакана, который представляет собой станок на заднем штыре. Станок помещен на основании (палубе) шасси. Задние балки станка имеют втулку, в которую вставляется штырь. В передней балке два катка, с помощью которых происходит вывешивание передней части станка, при этом задняя часть станка опирается полозками на опорную поверхность основания САУ. Подача и досылка снаряда и заряда происходит с помощью балки механизма заряжания. Управление всеми операциями механизма заряжания происходит с пульта замкового.
При питании выстрелами САУ с грунта используется двухколесная ручная тележка. Тележка состоит из рамы с колесами и съемных носилок. Носилки отделяются при подъеме снаряда с грунта и погрузке снаряда на лоток досылателя. Возможна и ручная переноска носилок без тележки. Для подачи боеприпасов с грунта требуется дополнительно шесть человек.
В боекомплект Пиона входят осколочно-фугасные, активно-реактивные и специальные снаряды. Взаимозаменяемости со снарядами 203-мм гаубицы Б-4 нет. Разница заключается в конструкции ведущих поясков. Во второй половине 70-х годов САУ 2С7 Пион начали поступать в артиллерийские бригады особой мощности.
К Пиону проявили также интерес моряки, и в конце 70-х годов был разработан проект "Пион-М" с использованием баллистики и конструктивных элементов орудия 2А44. По проекту вес корабельной артустановки достигал 65-70 т без боекомплекта, состоявшего из 75 выстрелов; скорострельность - 1,5 выстрелов в минуту, что стало практическим пределом по тепловому режиму. “Пион-М” предполагалось установить на корабли проекта 956 типа "Современный". Но руководство ВМФ принципиально было против орудий крупного калибра, и морской “Пион” остался на бумаге.
В 1983 году была проведена модернизация САУ, которая получила индекс 2С7М (“Пион-М” (“Малка”)). В ходе модернизации повышена скорострельность с 1,5 до 2,5 выстрелов в минуту, возимый боекомплект увеличен с 4 до 8 выстрелов, установлена аппаратура приема и отображения данных для стрельбы.
Режим огня пушки:
8 выстрелов за 5 минут; 15 выстрелов за 10 минут; 24 выстрела за 20 минут; 30 выстрелов за 30 минут; 40 выстрелов за 1 час
