СБ-2М-103 (серийный 2\83) с дополнительным подвесным бензобаком на госиспытиниях осень 1938 г.
Подвесной бензобак на бомбодержателе Дер-19.
Летчики, получившие опыт боевого применения СБ, неоднократно требовали увеличения бомбовой нагрузки с 600 до 1200–1500 кг. Лишь с появлением более мощного двигателя М-103 удалось решить эту задачу. Мотор М-103 представлял собой модификацию исходного М-100. Основными его отличиями от М-100 и М-100А были следующие показатели: увеличение степени сжатия с 6 до 6,6; увеличение высотности до 4000 м путем изменения передачи к приводному центробежному нагнетателю с 10 до 11; увеличение мощности до 960 лс путем форсирования по оборотам и наддуву со снятием ограничений по времени работы на этом режиме.
В феврале 1937 прошли госиспытания двигателя М-103. Первый самолет с новым двигателем проходил госиспытания с 27 июля по 19 сентября 1938 г, на которых он показал следующие результаты (Таблица 2, 5я колонка). После некоторых усовершенствований СБ 2М-103 завода No.22 (серийный № 2/83) стал эталоном для серийного производства на второе полугодие 1938 г. В нем были реализованы следующие новшества: наружные держатели типа Дер-19 в обтекателях под центропланом для бомб массой 250 и 500 кг, что давало увеличение бомбовой нагрузки до 1500 кг; установка фотокамеры АФА-13; электрогидравлическая система управления шасси, бронеплита (6 мм) у летчика, механический бомбовый прицел в кабинах штурмана и пилота.
С нормальным взлетным весом 6175 кг максимальная скорость составила 419 км/час на высоте 4000 м, а время подъема на высоту 4000 м — 6,55 мин. В перегрузочном варианте (7750 кг) с полными баками горючего и бомбовой нагрузкой 1500 кг максимальная скорость незначительно снизилась, а радиус действия увеличился и составил 600 км. Увеличенная бомбовая нагрузка и возможность использование ВАП (выливной авиаприбор предназначался для напалма или жидкого ОВ) значительно расширяли возможность боевого использования самолета. Несмотря на некоторое ухудшение летных данных с максимальной бомбовой нагрузкой СБ с двигателями М-103 оставался в классе скоростных бомбардировщиков.
Таким образом, с 96й серии был запущен в массовое производство окончательно доведенный бомбардировщик СБ. СБ-2М-103 стал выпускаться с сентября 1938 г, всего было изготовлено около 300 самолетов этой модификации. В 1938 авиазавод No.22 выпустил 15 °CБ различных модификаций, включая 29 учебных самолетов и две серии (85я и 89я) гражданской версии ПС-40.
Массовое производство самолета СБ-2 и его освоение в строевых частях потребовало создание учебно-тренировочного варианта. Эту задачу пытались решить в 1937 г на СБ-2М-100А, который был оборудован кабиной штурмана со вторым управлением. Однако испытания показали, что новая кабина ухудшила работу штурмана и аэродинамику самолета. С 11 по 16 марта 1938 г прошли государственные испытания СБ, оборудованного специальной открытой кабиной летчика-инструктора Ф-1, установленной вместо кабины штурмана.