Как и в большинстве пулеметов, рассчитанных на интенсивную стрельбу очередями и значительный разогрев ствола, выстрел производился с заднего шептала. Перед первым выстрелом затворная рама с затвором находилась в заднем положении и удерживалась за боевой взвод шепталом, а возвратно-боевая пружина была сжата. При нажатии на спусковой крючок спусковой рычаг опускался, затворная рама срывалась с шептала и шла вперед, толкая своей вертикальной стойкой ударник и затвор. Затвор захватывал патрон из приемника, досылал его в патронник и упирался в пенек ствола. При дальнейшем движении затворной рамы ударник своей уширенной частью раздвигал боевые упоры, опорные плоскости которых входили в боевые упоры ствольной коробки — эта схема запирания напоминала опытную шведскую автоматическую винтовку Чельмана, испытывавшуюся в России в 1910 г. (хотя там запирание по «схеме Фриберга — Чельмана» сочеталось с автоматикой на основе отдачи ствола с коротким ходом). После запирания затворная рама и ударник двигались еще вперед, боек ударника достигал капсюля патрона, разбивал его, и происходил выстрел. После прохождения пулей газоотводного отверстия пороховые газы попадали в газовую камеру, ударяли в поршень и отбрасывали его вместе с затворной рамой назад. После прохождения рамой примерно 8 мм ударник освобождал боевые упоры, далее скосы фигурного выема рамы сводили упоры, на пути где-то 12 мм происходило отпирание канала ствола, затворная рама подхватывала затвор и отводила его назад. При этом выбрасыватель извлекал стреляную гильзу за закраину ее дна, гильза ударялась о носик подпружиненного отражателя и выбрасывалась через нижнее окно затворной рамы вниз. Полный ход затворной рамы составлял 149 мм (затвора — 136 мм), после чего она ударялась о спусковую раму и под действием возвратно-боевой пружины шла вперед. Если спусковой крючок оставался нажатым, цикл автоматики повторялся, если крючок был отпущен, затворная рама своим боевым взводом вставала на шептало. При этом пулемет оставался готовым к следующему выстрелу — при одном только автоматическом предохранителе спуска это создавало опасность непроизвольного выстрела при перебегании с заряженным пулеметом. Неслучайно наставления требовали заряжать пулемет только после занятия позиции для стрельбы.
Пулемет имел секторный прицел с высокой колодкой, укрепленной на ствольной коробке, и планкой, насеченной до 1500 м, и мушку с предохранителем, вставлявшуюся в паз на выступе кожуха ствола. Защелка магазина служила также защитными «ушками» для прицела. Перфорированный трубчатый кожух ствола, защищавший ствол от ударов, а стрелка — от ожогов, напоминал кожух ручного пулемета «Мадсен». Деревянный приклад, крепившийся шурупами к спусковой раме, также был выполнен по типу «Мадсен», имел полупистолетный выступ шейки и верхний гребень для лучшей постановки головы пулеметчика. Длина приклада от затылка до спускового крючка — 360 мм, ширина приклада — 42 мм. В прикладе помещалась масленка. В уширенной нижней части приклада ДП рассверливался вертикальный канал для задней выдвижной опоры, однако серийные пулеметы выпускались без такой опоры, и впоследствии канал в прикладе не выполнялся. Сошка крепилась на кожухе ствола откидным хомутиком с винтом-барашком, ноги сошки снабжались сошниками и башмаками.
Стоит отметить, что ряд конструктивных решений в конструкции Дегтярева был выполнен под явным влиянием тщательно изученных в России ручных пулеметов «Гочкис», «Льюис» и «Мадсен» (Ковровский завод имел полные комплекты чертежей и готовые образцы «Мадсен», пулеметы «Льюис» ремонтировались здесь в годы Гражданской войны). Однако в целом это была новая и оригинальная конструкция. Общее число деталей пулемета (без магазина) — 68, из них 10 винтов и 4 винтовые пружины: для сравнения — германский ручной пулемет «Дрейзе» состоял из 96 деталей, американский «Браунинг» BAR модели 1922 г. — 125, чешский ZB-26 — 143. Использование затворной рамы в качестве нижней крышки ствольной коробки и применение принципа многофункциональности к ряду других деталей позволили намного сократить размеры и массу конструкции. К достоинствам ДП относилась и простота его разборки, при этом пулемет разбирался на крупные части, а главные детали отделялись с извлечением затворной рамы. В принадлежность к ДП входили разборный шомпол, две выколотки, ершик, ключ-отвертка, протирка, прибор для прочистки газовых путей, извлекатель для оторванных дулец гильз (разрыв гильз в патроннике долго преследовал пулеметы системы Дегтярева). Запасные стволы — по два на пулемет — поставлялись в специальных ящиках. Для хранения и переноски пулемета имелся брезентовый чехол. Помощник пулеметчика переносил магазины в специальной железной коробке на 3 диска или в брезентовой сумке.
Огонь велся «нормальными» очередями по 4–6 выстрелов или короткими по 2–3 (кучность стрельбы короткими очередями была лучше), ведение длительного автоматического огня допускалось в крайних случаях. Опытные пулеметчики могли вести прицельный огонь и одиночными выстрелами. Для стрельбы холостыми патронами служила дульная втулка с диаметром выходного отверстия 4 мм и специальный магазин с окном под холостые патроны (зарядить боевыми патронами было невозможно).
В коннице для перевозки ДП служил седельный вьюк ВД. Для стрельбы по воздушным целям могла использоваться та же зенитная тренога обр. 1928 г., что и для пулемета «Максим». Были разработаны специальные мотоциклетные установки: на мотоцикле М-72, например, это была простая поворотная рама, шарнирно крепившаяся на коляске мотоцикла, коробки с дисками и запасными частями крепились на багажнике и между мотоциклом и коляской, крепление ДП допускало зенитную стрельбу с колена без снятия его с коляски. На мотоцикле ТИЗ-АМ-600 на специальном кронштейне над рулем крепился пулемет ДТ. В начале 1930-х годов в опытном порядке прорабатывали также установку ДТ на легковые автомобили.
Пулемет ДП быстро завоевал популярность, удачно для своего времени сочетая маневренность с «мощностью» огня. После установки производства оказалось, что на изготовление ДП требовалось в 1,5 раза меньше времени, чем на большинство иностранных образцов, в 2 раза меньше локальных обмеров и переходов, чем на револьвер, и в три с лишним раза меньше, чем на винтовку. Сказалось взятое отечественными оружейниками направление на увеличение технологичности оружия. Однако вместе с явными достоинствами он обладал и рядом недостатков, проявлявшихся в процессе эксплуатации в войсках. Прежде всего это касалось громоздкости дискового магазина и мешкотности его снаряжения. Магазин имел большую массу — 1,8 кг. Для сравнения — двухрядный дисковый магазин пулемета «Льюис» с корпусом из легкого сплава при такой же емкости был вдвое легче (0,875 кг, хотя он не содержал механизма подачи). К тому же магазин диаметром 265 мм создавал ряд неудобств при переноске пулемета в бою. По израсходовании части патронов взаимное движение дисков и патронов при передвижениях пулеметчика создавали заметный шум. Быстрое ослабление пружины приводило к тому, что последние патроны оставались в магазине — из-за этого расчеты иногда предпочитали снаряжать магазин не полностью.
Быстрая замена разгоряченного ствола осложнялась отсутствием на нем рукоятки и необходимостью отделять сошку. Замена ствола занимала 20–30 секунд даже у тренированного расчета в благоприятных условиях. Открытая газовая камера, расположенная под стволом, с одной стороны, предотвращала скапливание нагара в газоотводном узле, а с другой — вместе с открытой затворной рамой — повышала чувствительность к засорению на песчаных и пыльных грунтах. Свинчивание со штока газового поршня и засорение его раструба вызывали недоход подвижных частей в крайнее переднее положение. Существенной проблемой была быстрая осадка возвратно-боевой пружины из-за ее нагрева — пружина располагалась под стволом довольно близко к нему. Характерно, что возвратно-боевая пружина включалась даже в индивидуальный комплект ЗИП пулемета (был еще и полковой комплект ЗИП).
