КПВ относится к автоматическому стрелковому оружию длительной непрерывной стрельбы. Его автоматика работает за счет использования энергии отдачи ствола при коротком ходе. Запирание осуществляется поворотом и сцеплением боевой личинки затвора непосредственно с насадной муфтой ствола, в результате чего ствольная коробка при выстреле оказывается разгруженной.
Отпирание и запирание, а также сообщение при выстреле остову затвора скорости отхода обеспечивает ускоритель копирного типа. Ударник жестко закреплён в остове затвора и накалывает капсюль патрона при доходе подвижных частей под действием возвратно-боевой пружины в крайнее переднее положение. Спусковой механизм обеспечивает ведение только непрерывной стрельбы. Питание пулемёта патронами производится из металлической ленты. Механизм подачи ленты — ползункового типа, приводится в действие от двигателя, связанного с затвором. Извлечение гильзы осуществляется боевой личинкой, отражение гильзы — подачей последующего патрона; отражение последней гильзы происходит за счет дополнительного поворота рычага подачи при взаимодействии его с защёлкой рычага. Пулемёт снабжен буфером затвора, смонтированном в затыльнике.
Боевая скорострельность 70—90 выстрелов в минуту. Техническая до 600.
14,5×114 мм — патрон для крупнокалиберных пулемётов и противотанковых ружей. Разработан в 1938 году с бронебойной пулей Б-32, принят на вооружение в 1941 году, в том же году выпущен с пулей БС-41 с металлокерамическим сердечником. Первоначально создавался для противотанковых ружей, но позднее (с 1944 года) стал боеприпасом для пулемётов КПВ и КПВТ, использованных для вооружения бронетранспортёров, начиная с БТР-60 до БТР-80 и БТР-82, БРДМ-2, в зенитно-пулемётных установках и др. КПВТ имеет высокие показатели бронепробиваемости, для Б-32 (патрон 14,5х114 обр. 1941 г., индекс 57-Б3-561С) и для БС-41 (с бронебойно-зажигательной пулей с металлокерамическим сердечником весом — 63,5 г). Эти показатели составляют по нормали 20 и 21,2 мм гомогенной брони с дистанции 800 метров. Часто указываемые 20 мм для дальности 500 м имеют в виду или патрон 12,7х108 с пулей Б-32 или оружие с более коротким стволом и иной конструкцией дульного тормоза и даже пулю меньшего калибра при одинаковой конструкции собственно пули. При стрельбе Б-32 7,62х54 из СВД новейшая бронеплита при толщине 8 мм выдерживает выстрел с дистанции 100 метров. При этом следует указать, что эти боеприпасы имеют одинаковое краткое название Б-32, не имея почти ничего общего. Кроме того, конкретный эквивалент гомогенной брони различных бронепреград под действием конкретного боеприпаса практически всегда является государственной тайной. Разночтения также возможны по причине отсутствия точных данных о конкретных свойствах бронепреграды (сталь или алюминий, и какие металлы в каких пропорциях добавлены для легирования брони (известно значительное количество различных вариантов с похожим по толщине эквивалентом гомогенной брони), высокой твёрдости или вязкости броня, обрабатывалась ли броня механически (литая или катанная), и ряд других свойств). Для БС-41 бронепробитие достигает по нормали 40 мм с дистанции 100 метров при условии стрельбы из противотанкового ружья. По данным телеканала Россия 2 на дальности 500 метров КПВТ пробивает броню 32 мм. Дальность полёта пули 7-8 км с высокой убойной силой на всём протяжении полёта, максимально 9 км. Начальная скорость до 1000 м/сек. Патрон с зажигательной пулей мгновенного действия — 14,5 МДЗ (7-3-1) создавал в обшивке самолёта отверстие диаметром до 400 мм. Использовалась модификация патрона с химической капсулой в пуле что при пробитии выводило из строя экипажи танков.