Успехи в создании скоростных монопланов заставили конструкторов обратиться к постройке многоместных истребителей-монопланов и скоростных бомбардировщиков-монопланов. Комплекс тактико-технических требований, предъявленных руководством советских ВВС, ставил задачу создания нового типа боевого самолета — скоростного ближнего бомбардировщика, способного вести боевые действия во взаимодействии с сухопутными и военно-морскими силами, нанося удары по объектам в оперативно-тактическом тылу противника. Задавались характеристики: максимальная скорость до 400 км/ч, посадочная — до 110 км/ч; сравнительно небольшая дальность — до 700 км и бомбовая нагрузка до 500 кг.
В феврале 1934 года, опираясь на конструкцию экспериментального многоместного истребителя МИ-3, бригада А.А. Архангельского под руководством А.Н. Туполева приступила к проектированию бомбовоза АНТ-40, представлявшего собой трехместный свободнонесущий среднеплан с двумя двигателями и убирающимися в полете шасси. Гладкая металлическая обшивка всего планера самолета, отсутствие выступающих частей, хорошо выбранное сопряжение крыла с фюзеляжем, — все способствовало получению высоких аэродинамических качеств новой машины. Носовая часть спереди выполнялась прозрачной с вертикальной щелью для движения пулеметов. Самолет проектировался под звездообразные двигатели «Райт-Циклон», однако затем предпочтение отдали рядным моторам «Испано-Сюиза» 12Y — в отечественном исполнении получившим индекс М-100 — мощностью 750 л.с. Первый экземпляр прошел государственные испытания в июле 1935 года, в 1936-м уже была развернута массовая постройка, продолжавшаяся на заводах №-22 и №-125 до 1941 года.
Серийный бомбардировщик СБ-2 с моторами М-100А (860 л.с. — благодаря некоторому увеличению наддува) развивал скорость 420 км/ч на высоте 4000 м, имел практический потолок — 9000 м, дальность — до 2150 км. Большая скорость до поры до времени делала его малоуязвимым для истребителей вероятного противника. Вооружение: четыре пулемета ШКАС, две бомбы по 250 кг или шесть по 100 кг в бомболюке. Половина стволов защищала переднюю полусферу, причем носовая спарка имела очень малые углы обстрела по горизонту. Верхний ШКАС, из которого, прикрывая самолет сзади-сверху, вел огонь бортстрелок, был оснащен неэкранированной турелью Тур-9, так что стрелок должен был вместе с пулеметом высовываться в воздушный поток. Нижний ШКАС был смонтирован в шкворневой люковой установке ЛУ, которая также имела ограниченные углы обстрела и обзора. А главное, и ее должен был обслуживать все тот же стрелок. Впрочем, эти недостатки, как и теснота передней кабины и ограниченный обзор, воспринимались как неизбежное, но не слишком большое зло. Ведь предполагалось, что стрелку-радисту вовсе не придется стрелять, а только «делать ручкой» безнадежно отставшим вражеским истребителям.
