Wersja 3M na zewnątrz nie różniła się od poprzedniej M-4 pomimo przeprojektowania. Z przodu samolotu zamontowano niehermetyczny przedział dla stacji radiolokacyjnej. W ciśnieniowej kabinie natomiast zamieniono celownik radiolokacyjny z stanowiskiem nawigatora bombardiera. Załoga została zmniejszona do siedmiu osób. Inżynier pokładowały-strzelec miał od tej pory dodatkowo obsługiwać stację SPS-2, a radiooperatorem został górny strzelec. Skrzydła zostały zmienione w następujący sposób: przyznano więcej miejsca na grzebień aerodynamiczny zwiększając jego powierzchnię przez poszerzenie. Usterzenie poziome powiększono do rozpiętości 15,2 m i nie zastosowano wzniosu. Te zabiegi wzmocniły doskonałość aerodynamiczną z 17,45 do 18,7.
Masa samolotu została zmniejszona o 6500 kg. Normy zakładały, że samolot ma wytrzymać przeciążenie 2,5 g z pełnym uzbrojeniem i 3,0 g podczas turbulencji. Odciążenie samolotu udało się osiągnąć przez: wykazanie zawyżonych norm i stworzenie lżejszej konstrukcji, użycie lżejszych silników, zmianę gumy samouszczelniającej na zbiornikach paliwa na folię poliamidową, mniejsze koła tylnego podwozia.