Среди разработок П.О. Сухого, когда он трудился в КБ А. Н. Туполева, были бомбардировщик и рекордный самолет АНТ-37 и модель АНТ-51. Последний представлял собой низкоплан, предназначенный для тактической разведки и атаки по наземным целям. Первый опытный образец, поднявшийся в воздух 25 августа 1937 г., был оснащен звездообразным двигателем М-62 мощностью 611 кВт (820 л.с.); кроме этого, разрабатывались опытные аппараты с убирающимся шасси и более мощными двигателями М-87А и М-87Б. После успешных государственных испытаний осенью 1940 г. этот аппарат был заказан в серийное производство как самолет Су-2, и ему было дано военное обозначение ББ-1 (ближний бомбардировщик).

Ранний серийный самолет представлял собой свободнонесущий низкоплан с полностью убирающимся шасси с хвостовым колесом, был оснащен звездообразным двигателем М-88 мощностью 708 кВт (950 л.с.). Пилот и задний стрелок располагались под застекленным фонарем кабины, оканчивающейся турельным пулеметом с ручным управлением. Оба члена экипажа были защищены броней толщиной 9 мм (0,35 дюйма).

Более поздний серийный вариант самолета Су-2, оснащенный двигателем М-88Б мощностью 746 кВт (1000 л.с.), высоко оценивался до тех пор, пока война не обнаружила, что легкие бомбардировщики, действующие на малых и средних высотах, были слишком уязвимыми для вражеских истребителей, если не находятся под мощным прикрытием истребителей. Тем не менее их серийное производство и разработка продолжались до конца 1942 г.

Некоторые самолеты Су-2 были оснащены вторым турельным пулеметом, а некоторые имели пулемет в нижней части фюзеляжа на убирающейся подвеске. С 1942 г., когда большинство полков были переукомплектованы штурмовиками Ильюшин Ил-2, Су-2 использовался в качестве ведущего строй, воздушного разведчика, буксировщика мишеней, учебно-тренировочного самолета и самолета связи.