В январе 1943 г. П.О.Сухой предъявил эскизный проект самолета Су-6 в двухместном варианте с мотором М-71Ф. Одноместный вариант Су-6 с мотором М-71Ф был построен месяцем раньше. В соответствии с эскизным проектом в 1943 г. он был переделан в двухместный. На государственные испытания самолет поступил 19 июня 1943 г. Испытания он проходил с 20 июня по 30 августа 1943 г. Испытания проводили ведущий инженер А.В.Синельников и ведущий летчик А.И.Кабанов, летчик облета П.М.Стефановский. Оценка самолету дана была очень высокой. В акте государственных испытаний отмечалось:
«…по максимальным скоростям, скороподъемности, потолку и дальности самолет Су-6 М-71Ф значительно превосходит находящийся на вооружении ВВС Красной Армии штурмовой самолет Ил-2;
– самолет Су-6 по своему бронированию и летно-боевым качествам, в первую очередь предназначен для решения штурмовых задач, но, вместе с тем, его можно успешно использовать и для борьбы с бомбардировщиками противника;
..рекомендовать самолет Су-6 с мотором М-71Ф в серийное производство».
Двухместный Су-6 во многом превосходил знаменитый Ил-2, но стойкая боязнь НКАПа перестраивать производство на отлаженных сборочных конвеерах, поставили непреодолимый заслон на пути этой машины.
Летчики-испытатели оценивали машину следующим образом:
А.И.Кабанов: «Кабина хороша. Рулит хорошо. В целом самолет производит хорошее впечатление и будет грозным оружием как в борьбе с земными целями, так и с бомбардировщиками противника».
П.М.Стефановский: «Самолет, как двухместный штурмовик, является актуальной и нужной машиной, могущей заменить самолет Ил-2, так как обладает лучшим бронированием и значительно лучшими летными. данными».
Передняя часть фюзеляжа целиком прикрывалась броней. Задняя представляла собой деревянный монокок. Центроплан, стабилизатор, рули, элероны типа «Фрайз» и оба лонжерона крыла металлические. Киль и консоли деревянные, элероны и рули обтягивались полотном. Имелась аэродинамическая и весовая компенсация элеронов и рулей, все управляющие поверхности оборудовались триммерами. Механизация крыла была представлена предкрылками и щитками Шренка. Одностоечные опоры шасси с задним складывающимся подкосом убирались назад с поворотом на 90" (по типу ШБ). Уборка и выпуск – гидравлические. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик в процессе испытаний трехлопастный винт АВ-5-4А диаметром 3,25 м заменили на четырехлопастный АВ-9-4А диаметром 3,35 м.
Бронирование самолета было самым мощным среди всех известных штурмовиков. Оно охватывало кабину летчика и стрелка, бензобак, замоторный отсек, маслобак, маслорадиаторы и трубопроводы к ним, цилиндр винта. Передняя часть фюзеляжа до бронеспинки летчика представляла собой целиком бронированный корпус, в котором размещался летчик, бензобак, маслобак и органы управления. Козырек из прозрачной брони толщиной 55 мм прикрывал пилота от огня спереди. Кабина стрелка была выполнена в виде бронированной «капсулы» с толщиной брони от 4 до 12 мм. Стрелок имел следующую защиту: снизу, с боков, сзади и частично сверху – бронеплиты различной толщины, а сзади сверху – прозрачную 65- мм броню блистерной установки.