Opis konstrukcji Nakajima AT-2 był lekkim samolotem pasażersko-transportowym. Samolot miał konstrukcję prawie całkowicie metalową, jedynie powierzchnie sterowe kryte były płótnem. AT-2 miał układ dolnopłatu. Prototyp napędzany był dwoma dziewięciocylindrowymi chłodzonymi powietrzem silnikami gwiazdowymi typu Nakajima Kotobuki 2-1 o mocy 580 KM każdy. Wersje produkcyjne samolotu napędzane było silnikami Nakajima Ha-1b lub Nakajima Kotobuki 41 o mocy 710 KM przy starcie i 780 KM na wysokości 2800 metrów. Prototyp miał dwupłatowe, drewniane śmigła o stałym skoku, samoloty produkcyjne miały drewniane, dwupłatowe śmigła o zmiennym skoku.
Załogę samolotu stanowiły trzy osoby, mógł on przewozić do ośmiu pasażerów.
Roziętość skrzydeł samolotu wynosiła 19,916 metrów, długość kadłuba 15,3 metrów, a jego wysokość 4,15 metrów. Powierzchnia nośna skrzydeł wynosiła 49,2 metry kwadratowe. Masa własna wynosiła 3500 kilogramów, masa startowa wynosiła do 5250 kilogramów.
Prędkość maksymalna na wysokości 3360 metrów wynosiła 360 km/h, a prędkość przelotowa 310 km/h. Pułap operacyjny wynosił 7000 metrów, a zasięg do 1200 kilometrów.