1933年图波列夫设计局受命要研制新式快速轰炸机，其要求为:最快时速为330公里/小时；航程800公里；载弹量500公斤；升限8000米；可以在简陋机场升降。SB轰炸机分别为使用风冷式发动机的SB-2(又名SB-2M-100A)和水冷式发动机的SB-3(又名SB-2M-103)。研制历程第一架原型机在1934年4月试飞，这是一架采用全金属制机身，机翼为中单翼，起落架半埋在发动机后，发动机为两个美制莱特旋风式风冷发动机(710匹马力)，之后改用苏联国产M87发动机(900匹马力)，但此于同年9月坠毁，第二架原型机改用法制水冷式发动机(780匹马力)，试飞顺利但仍有少问题，当时图波列夫认为问题不大