Чепелев не знал, что сразу после вторжения врага Сухой дал указание разработать усиленную схему бронирования. Уже 26 июня начальник бригады Н.А. Фомин представил, а главный конструктор утвердил вариант бронезащиты, несколько отличавшийся от предложенной серийным заводом, поскольку акцент был сделан на отражение атак снизу, а не сбоку. Военные на первых порах предложили «дать зеленую улицу» обоим вариантам, а затем предпочли схему Сухого.
Тем временем, из г. Бровары, где 29 июля базировался 211-й БАП, поступила телеграмма от инженера полка Бязя с просьбой срочно прислать 42 комплекта бронезащиты для установки на Су-2 в полевых условиях. По данным штаба полка, боевые потери составили к тому времени 2 летчика и 23 штурмана. (Согласно другому отчету, за два месяца войны погибли 4 летчика и 14 штурманов, не считая авиаторов, числившихся как не вернувшиеся с боевого задания.)
К началу августа Подольский завод изготовил 100 комплектов брони по схеме главного конструктора, а завод в Мариуполе – 10 комплектов по варианту харьковчан; заводские бригады срочно выехали на фронт для усиления защиты уже выпущенных самолетов. 9 августа положение с бронированием экипажа Су-2 рассматривалось в правительстве. Вышедшее в тот день постановление ГКО № 441 требовало с 15 августа строить все самолеты с бронезашитой штурмана в виде 8,5-мм листов цементированной стали. Для сохранения центровки и полезной нагрузки с машин отныне снимали радиостанции и радиополукомпасы. Этим же постановлением ГКО обязал Наркомат судостроительной промышленности немедленно обеспечить серийное производство самолетов Су-2 бронеплитами с Мариупольского завода им. Ильича.
Среди работ, проводимых опытным заводом № 289, основное место заняла отработка ВМГ под новые авиадвигатели. Еще до начала войны удалось спроектировать установку под М-89. В июле самолет Су-2 с М-89 был построен на заводе № 135. Новый двигатель почти не отличался по габаритам от М-88Б, лишь имел удлиненный вал редуктора, но обладал большей на 150 л.с. мощностью. После нескольких пробных полетов, удалось с помощью двух стандартных 9-дюймовых маслорадиаторов, установленных в носках центроплана, добиться нормальной температуры масла на всех режимах полета.
С 12 по 18 августа летчик А.П. Деев провел заводские испытания новой машины. По его отзыву, по технике пилотирования самолет мало отличался от серийных и развивал примерно на 50 км/ч большую максимальную скорость на всех высотах. В одном из полетов Деев, уходя от грозы, на пикировании разогнал самолет до приборной скорости 565 км/ч – вибраций и деформаций в конструкции замечено не было. Конечно, двигатель М-89 был еще «сырым». Из-за недостаточного оребрения часто перегревались головки некоторых цилиндров. В то же время, работа сулила большие перспективы. Сразу после проведения заводских испытаний машину перегнали на завод № 289 для отработки и испытаний мотора М-89Б с непосредственным впрыском горючего. Последующие полеты было решено проводить в ЛИИ, но эвакуация помешала их завершить.
