Pháo 152mm D-20 khá nặng nề và khó cơ động trên trận địa, nhưng bù lại cho khuyết điểm đó là tầm bắn của nó có thể đạt tới 17,4 km. Pháo D-20 sử dụng chung 1 khung với loại pháo mặt đất nòng dài D-74, được tăng cường 2 bánh xe nhỏ sau chân giá đỡ để có thể di chuyển cơ động hơn và xoay ngang súng dễ dàng hơn. Súng cũng có 1 khiên bảo vệ cho tổ pháo. Nòng pháo ngắn hơn D-74, đường kính lớn hơn, cỡ nòng 152mm và có 1 đầu giảm giật (muzzle brake) 2 lỗ thoát khí thuốc liều phóng. Khi bắn, nòng pháo phóng ra lửa theo đạn như súng phun lửa do sơ tốc đạn nhanh và âm thanh rất đinh tai. Pháo D-20 cũng có hệ thống hãm giật 2 xi-lanh phía trên nòng pháo như D-74 và cả hai loại pháo này đều sử dụng khoá nòng xoắn bắn tự động. Pháo được trang bị hệ thống ngắm khi bắn định hướng (bắn thẳng) cả ban ngày lẫn ban đêm cung cấp cho pháo khả năng chống xe tăng đáng kể.

Pháo bắn đạn FRAG-HE, OF-540 với tốc độ bắn có thể đạt tới 5 - 6 phát 1 phút, 1 tiếng có thể bắn tới 65 phát. Pháo có thể kéo bằng xe bọc thép hay xe tải hạng nặng. D-20 được Trung Quốc chế tạo bất hợp pháp với cái tên Type 66 và viện trợ cho các nước khác.