Принцип действия автоматики - отвод пороховых газов через отверстие в стенке ствола. Газовый регулятор с тремя вырезами для чеки и тремя отверстиями разных диаметров (1; 1,3; 1,5 мм), на торце шлиц для отвертки. Запирание осуществляется перекосом затвора вниз, который в запертом положении упирается во вкладыш ствольной коробки. Ударный механизм куркового типа, одиночной стрельбы. Экстракция и отражение стреляной гильзы производятся подпружиненным выбрасывателем, расположенным в передней части затвора справа, и жестким отражателем, смонтированным на левой стенке ствольной коробки. Ствол с дульным тормозом. Прицел секторный. Мушка с круглым предохранителем. Предохранитель флажкового типа, расположен справа на ствольной коробке. Магазин коробчатый неотъемный. Приклад деревянный с мягким плечевым упором из брезентовой ткани. Рукоятка ведения огня деревянная пистолетная. Деревянная рукоятка для переноски закреплена в средней части ствола. Сошка складывающаяся, с сошниками, крепится к стволу при помощи обоймы с наметкой и защелкой. Выбито: на головке газового регулятора - 1, 2, 3 (порядковый номер газовых отверстий); на дульном тормозе - 4, Н в треугольнике, Т в квадрате; на ствольной коробке слева - РЕ 1071 (заводской номер), 1943 г (год изготовления), 8 в ромбе, Т в квадрате; справа - Т в квадрате, 7, 7, И в ромбе, Ч в ромбе, У в ромбе, Т в ромбе, ОФ в круге, 999 (дважды), 19 (дважды), 1, 2, К в овале, П в треугольнике; на прицеле - Т в круге; на затворе - РЕ 1071.
В начале июля 1941 года советские конструкторы-оружейники получили ответственное задание создать противотанковое ружье для борьбы с бронированной техникой противника. Один из первых образцов, меньше чем через месяц, представил Сергей Гаврилович Симонов, и 29 августа его модель была принята на вооружение Красной Армии.
При разработке ружья под 14,5-мм патрон с бронебойно-зажигательной пулей С.Г. Симонов взял за основу самозарядную винтовку собственной конструкции. Несмотря на то, что постепенно в ходе работы в ее конструкцию вносились изменения, основная идея сохранилась: пятизарядное ружье было самозарядным, что обеспечивало достаточно высокую для ружей такого класса скорострельность до 15 выстрелов в минуту.
Максимальная прицельная дальность стрельбы составляла около полутора километров, но наилучшие результаты были на расстоянии до 300 метров. На этой дальности пуля пробивала броню толщиной до 35-40 мм.
Противотанковое ружье Симонова образца 1941 г. (ПТРС-41) весило чуть более 20 килограммов. Обслуживал ПТРС расчет из двух человек, переносивших его в разобранном на две части виде: ствол с сошкой и ствольная коробка с прикладом.
ПТРС использовалось не только для борьбы с танками и бронемашинами, из него стреляли по амбразурам дотов, орудиям и даже по низко летящим самолетам.
Первоначально серийный выпуск этих ружей планировалось наладить на заводе № 66, то есть на Тульском станкостроительном заводе, но после эвакуации предприятия осенью 1941 года было принято решение об их производстве в других городах – в Саратове, Златоусте и Ижевске. Выпуск ПТРС продолжался до января 1945 года.