第壹節
戰神壹號運載火箭的第壹節為可重復發射的固態輔助火箭，較航天飛機的固態輔助火箭(SRB)為大。航天飛機的輔助火箭為四段式，戰神壹號運載火箭則有五段，推力較大且推進時間也較久。
其他修改如將移除聯結航天飛機外部燃料槽(ET)的支架也將固態輔助火箭的鼻錐改為承接第二節的液體燃料槽，改良後的火箭將於聯結處裝備固態燃料分離引擎，於第二節引擎點火前將壹二節分離。
第二節
戰神壹號運載火箭的第二節推進動力是J-2X火箭引擎，燃料是液態氫及液態氧(LOx)。在2007年7月16日,美國國家航空航天局宣布由洛克達因為J-2X火箭引擎的地面測試和試驗飛行的公司，也是唯壹壹家簽署J-2X引擎的公司。
原本美國國家航空航天局打算使用航天飛機主引擎當第二節，但由於價格高昂(每顆引擎$5.5-6千萬美元),如果重新設計引擎，也要經過地面及真空測試;再者，第二節是不可重復使用的，所以決定使用J-2X火箭引擎，最重要的是其價格低廉(每顆引擎$2千萬美元),而且只要改良，不必重新研發。
雖然J-2X火箭引擎是從現有的引擎改良，燃料供應系統卻是全然新的。原先計劃由航天飛機外燃料槽的內部結構進行修改，以"內槽"的方式分開燃料槽及氧化劑槽。最後使用阿波羅時期的概念，並不用內槽結構來減輕重量，而是在兩個槽間以隔壁隔開。
現今的設計，使用簡約的方式增加推進劑容量:以隔板隔開的燃料槽可裝載297,900磅(約135噸)。較重的燃料可降低第二節引擎點火時的瞬間加速度，僅0.6G。
第二節的頂端將裝配載人的獵戶座太空船，下發也裝設有類似農神壹B運載火箭及農神五號運載火箭的推進系統，能在火箭飛行時控制第壹及第二節的翻滾。
戰神壹號運載火箭的第二節也和航天飛機的外部燃料槽使用相同的泡綿絕緣體，可隔絕低溫推進劑受熱，且肯尼迪航天中心的氣候潮濕，同樣的絕緣材料也用在哥倫比亞號航天飛機上，但被絕緣材料的破片擊中，造成返航時燒毀，然而戰神壹號運載火箭不會有此危險。
在2007年8月28日,美國國家航空航天局宣布與波音公司簽約設計戰神壹號運載火箭的上面級。上面節將由美國國家航空航天局的密喬零件裝配廠負責制造，即現今幫美國國家航空航天局制造航天飛機液態氫/液態氧燃料槽的壹個裝配廠。此裝配廠在1960年代即建造農神五號運載火箭的S-IC節，當時屬於波音公司的廠房。