Система питания двигателя Привод клапанов осуществляется нижним распределительным валом при помощи плоских толкателей и штанг. Для облегчения проворачивания коленчатого вала при пуске двигателя предусмотрен декомпрессионный механизм, приподнимающий толкатели впускных клапанов. Привод распределительного вала и валов топливного и масляного насосов осуществляется цилиндрическими шестернями, привод вентилятора, водяного насоса и генератора - клиновидным ремнем, натяжение которого регулируется натяжным роликом.

Система питания двигателя состоит из топливного насоса со всережимным регулятором, подкачивающего насоса, проволочно-щелевого фильтра грубой очистки и фильтра тонкой очистки. Система охлаждения двигателя открытого типа. Вода из радиатора нагнетается насосом в среднюю часть блока, откуда поднимается в головку цилиндра, из которой по патрубку отводится в верхнюю часть трубчатого радиатора. Температура охлаждающей воды регулируется шторкой, установленной перед водяным и масляным радиаторами.

Смазка основных трущихся деталей двигателя производится под давлением. Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки состоит из набора картонных дисков. Система пуска двигателя состоит из двухтактного одноцилиндрового бензинового двигателя мощностью 9,5 л. с. при 3500 об/мин, двухступенчатого редуктора с муфтой сцепления. Пусковой двигатель заводится вручную. Крутящий момент пускового двигателя передается на ведущий вал редуктора через муфту сцепления. После пуска и достижения 270-300 об/мин центробежный механизм выводит шестерню механизма включения из зацепления с венцом маховика.

Двигатель Д-54 устанавливают на гусеничные тракторы ДТ-54, выпускаемые Харьковским и Сталинградским тракторными заводами, и используют также для передвижных электростанций.
Камера сгорания выполнена Г-образной формы. Свеча зажигания смещена от осевой линии камеры в сторону выпускного клапана на 10 мм. Расстояние от свечи до наиболее удаленной точки камеры, не считая узкого прохода над поршнем, равно 73 мм. Площадь проходного сечения из камеры сгорания в рабочий цилиндр составляет 28% от площади поршня. Головка цилиндров выполнена съемной, из алюминиевого сплава.