052D作战指挥系统以及雷达、声呐、电子对抗系统，与052C相比有了长足进步。而且在不同批次建造的舰体上，也在不断更新升级，给军迷们带来应接不暇的观感体验。
作战指挥系统采用国产新型舰载通用ZKJ-5B型，一种更为先进，类似美国海军宙斯盾系统的作战指挥系统,承担全舰电子设备、武器系统以及舰载直升机的指挥和控制。在容量、精度、反应速度、信息处理能力、人机工程、自动化、智能程度等各方面都有很大提高，可获取上级指挥节点下达的统一作战态势，配合舰艇编队完成协同打击任务，达到世界同类系统先进水平。
作为全舰电子设备的核心装备,国产H/LJG-346A型主动有源相控阵雷达系统，以下简称346A型，有4个方形天线阵面，每个天线阵面包括超过5000个砷化镓T/R组件单元，功能十分强大，优于052C配备的H/LJG-346基本型，以下简称346基本型，采用的砷化镓-双极硅混合组件，T/R组件单元数量也大大增加。
346A型采用S波段扫描探测，并将346基本型雷达阵列内，S波段探测模块上下两边长条形C波段导弹应答天线移至舰桥上方，而且面积也有所增大，以便于给新型防空导弹提供中段数据引导。
346A相控阵雷达实现了数字化波束控制，整体发射峰值功率可达6兆瓦，能够探测400千米以上全方位空域目标，在探测识别、信息处理、抗干扰能力等方面，属于世界同类系统先进水平，总体性能优于美制AN/SPY-1D/DV，以及英国45型驱逐舰配备的SAMPSON（桑普森）3D相控阵雷达，AN/SPY-1D/DV配备美国「伯克」级、日本「金刚」级、「爱宕」级，还有韩国「世宗大王」级驱逐舰；而美国「星座」级护卫舰，虽配备了与「朱姆沃尔特」AN/SPY-6V1雷达缩小版的V3型，采用最新型氮化镓T/R组件，效能也比砷化镓组件高得多，但V3型只有3个阵面，总体功能仍比不上346A。
346A雷达系统虽然现在没有采用氮化镓T/R组件，不过相信以后的批次会换用，届时其探测距离还将进一步加大，性能进一步改善，功耗效能也会进一步提高，技术水平更加先进。
与052C配备的风冷型346有源相控阵雷达相比.，346A采用了先进的液冷方式，简化了结构设计，并且去掉了长方形圆弧风罩，变成正方形平板阵列天线面罩，厚度也大大降低，看上去极为整洁完美，体现出了卓越的技术进步。
依据不同批次的外部特征还能发现，第一批8艘052D雷达阵面下面，有一段比较显眼的管状校准天线，整体与雷达阵列面下边平行，第二批以后建造的雷达阵面下面则取消了，估计是整体设计进行了升级。
除先进的主雷达之外,还有H/LJQ-364对海/低空搜索雷达，在最新下水被称为052DM批次的主桅上，换成了更先进的368」背靠背」双面X波段相控阵快反雷达，以加强对低空乃至水面无人机以及隐身目标的搜索、跟踪能力，则属于世界领先，性能超过「伯克」级驱逐舰的AN/SPQ-9BX波段脉冲多普勒搜索雷达。
052D前两批次选用的H/LJQ-517B「晾衣架」对空警戒雷达，在建造第三、四批次时改为YLC-8B「苍蝇拍」新型米波远程反隐身雷达，具备「越海平面」预警能力，精度也有所提高，将会加强对F22、F-35系列等隐身飞机，以及隐身反舰导弹的预警能力。
英国45型驱逐舰后桅上的S1850M远程预警雷达，虽号称能探测2000千米的弹道导弹，对空中目标的探测距离超过400千米，但这样的功能对于中国海军，也包括美国和俄罗斯海军而言，并没有什么实际意义，因为这些国家都有强大而且完善的陆基甚至天基预警能力，再说它对于隐身目标的探测能力不算太出色，不如中国的「苍蝇拍」。
H/LJP-349火控雷达与光电跟踪仪平行并立，且跟近防炮集成为一个整体，未来随着形势的变化，换为相控阵版本也不是不可能。
对敌方舰艇的搜索,主要是由H/LJQ-366,即中国版「音乐台」超视距对海搜索雷达来完成，而火控雷达是H/LJP-344A，用于引导舰炮以及反舰导弹等进行攻击。
另外还有导航雷达、气象雷达，卫星通信天线以及数据链天线等。
在水下方面装备有中频、大功率、全数字化 H/SJD-9主/被动球鼻艏声呐，探测距离10到20千米，性能略逊于「伯克「级AN/SQS-53C低频球鼻艏声呐；H/SJG-311低频主/被动拖曳线列阵声呐，探测距离150千米，具有探测超静音潜艇的能力，性能超过美制AN/SQR-19B拖曳线阵列声呐。
在电子对抗方面，052D配备H/RJZ-726型电子对抗系统，包括726-1/2型高/低频波段电子侦察系统，726-3电子干扰系统以及4座18联装726-4多功能发射器等，用于探测、识别敌方舰艇雷达电子信号特征并进行反制，干扰其武器制导系统使其偏离目标等。
726-4多功能发射器，还能在SJK-562水声对抗系统指挥下，发射578火箭助飞诱饵以及579火箭助飞干扰器，用于干扰敌方鱼雷令其改变航向。726-4发射器附近还可配备舷外角反射器，制造假目标用来迷惑对手。
H/RJZ-726系统类似美国AN/SLQ-32（V）系列，当然系统相关技术参数不是固定的，美国开发时间较早，也不断推陈出新，中国则有后发优势。
此外，052D还配备有激光炫目装置等，多次在驱离外国军舰、军机骚扰中立下大功。
总的来说，052D驱逐舰舰载电子系统性能，不仅强于吨位相当的英国45型驱逐舰、美国「星座」级新型护卫舰，即便是跟没有换装最新系统的「伯克」级，以及技术上同源的「金刚」、「爱宕」、「世宗大王」，也有一拼，甚至有些技术还有所超越。
