Xe BTR-152 được chế tạo dựa trên khung xe tải, có động cơ ở phía trước, khoang chở lính ở phía sau. Cấu trúc của xe là cấu trúc hàn thép. Kính chắn gió được bảo vệ bằng 2 tấm sắt, chúng có thanh đóng mở riêng. Khoang lái xe có 2 cửa mỗi bên cho lái xe. Trên nóc xe có 1 khoang nhỏ dành cho xạ thủ súng máy. Xe có các cửa quan sát phía trước, sau và hai bên giúp cho binh lính và lái xe có thể quan sát từ trong xe ra trận địa. Vỏ giáp xe có độ dày khoảng từ 15 – 9 mm, phần mỏng nhất là bao quanh gầm xe và đáy đuôi 4mm. Điều này làm xe dễ bị súng máy hạng nặng tấn công, có khi còn từ vũ khí bộ binh cá nhân.

Xe chạy bằng 6 lốp, có bộ phận giảm xóc để giúp lái xe không bị mệt khi đi qua địa hình gồ ghề. Lốp xe dễ bị thủng do đạn bắn, do là loại xe bánh lốp nên BTR-152 hơi khó khăn khi đi qua các khu vực lầy lội. Mẫu BTR-152 V3 có cả thiết bị nhìn đêm.

Xe có thể chở 1,9 tấn hàng hóa hoặc nửa trung đội. Lính trong xe có thể chiến đấu bằng súng cá nhân ra ngoài do họ có thể bắn qua các cửa quan sát. Binh sĩ có thể ra vào xe bằng cách leo qua nóc xe do xe không có mái. Những chiếc dùng để chở hàng hóa thì có một tấm bạt phủ lên trên thay cho nóc khi đi qua nơi có mưa hay tuyết, bão. Các mẫu BTR-152 thì thường không có mái, việc này rất nguy hiểm khi đi qua các vùng đô thị có nhiều nhà cao tầng, quân địch ở phía trên dễ dàng nã xuống hoặc xe có khả năng bị ném lựu đạn vào khoang chở quân. Chỉ có lái xe và xạ thủ súng máy là những người duy nhất được bảo vệ ở phía trên. Sau này, mẫu BTR-152K là mẫu duy nhất thuộc dòng BTR-152 là có mái trên bảo vệ lính trong khoang.

BTR-152 được trang bị 1 súng máy 7,62mm SGMB, súng DShK 12,7mm hoặc súng phòng không 14,5mm hay 23mm.

Trước động cơ xe có các cửa mảnh nhằm bảo vệ động cơ trong quá trình di chuyển khỏi bị trúng đạn. Nhưng việc đóng cửa mảnh quá lâu dễ gây nóng động cơ làm lái xe phải chạy chậm lại. Đây là 1 điểm yếu của xe do bộ phận làm mát khó có thể đáp ứng nổi công việc.

Ngoài ra, BTR-152 còn gặp phải nhiều vấn đề khác như vấn đề về bảo trì, hoạt động qua nước, hoàn toàn không có khả năng đổ bộ hay lội nước, độ tin cậy thấp. Những nguyên nhân trên là do xe được phát triển từ 2 mẫu xe tải của Liên Xô là ZIS-151 và ZIL-157. Sau này các mẫu BTR-60, BTR-70 và BTR-80 đã thay thế dần dần cho BTR-152.

Độ tin cậy làm việc thấp, hệ số kỹ thuật không cao. Động cơ của xe là động cơ thế hệ cũ có công suất nhỏ, vỏ thép nặng, khiến công suất riêng của xe không cao. Hơn nữa, hệ thống lái cơ khí của xe không có trợ lực nên điều khiển rất khó khăn, ảnh hưởng đến khả năng cơ động.[1]

Ngoài ra, khi vận hành, xe BTR-152 tiêu hao nhiên liệu lớn, khả năng bảo vệ kíp xe và bộ binh trên xe từ phía trên hạn chế vì xe không có mui thép. Xe cũng không có đầy đủ các thiết bị đèn báo xin đường, gương chiếu hậu… nên rất khó khăn trong di chuyển…[1]