Только через год переделанный опытный одноместный бронированный бомбардировщик взлетел. Фонарь пилота имел задний обтекатель, а вместо стрелка был установлен дополнительный бензобак на 155 литров. Самолет так и был запущен в марте 1941 года в серийное производство одноместным под индексом Ил-2.
Концепция же КБ Ильюшина состояла в том, что штурмовик как самолет непосредственной поддержки войск на поле боя должен наносить удар очень точно на малой скорости и с малой высоты. При этом он вынужденно подставляет себя под удар зенитного и стрелкового оружия противника, но выдерживает этот удар за счет своей брони, резервирования и защиты основных систем. Причем броневой корпус одновременно обеспечивал и прочность носовой части фюзеляжа. Сила штурмовика была в его броне, а небольшое увеличение скорости за счет удаления стрелка все равно не позволяло ему уйти от преследования истребителя. Ему нужна была защита сзади.
Потом, после начала боев с немцами, их истребители легко заходили сзади и сбивали одноместные Ил-2. Военные согласились, что Ильюшин был прав, и в сентябре 1942 года началось производство двухместных Ил-2М, которые были признаны самыми эффективными боевыми самолетами Второй мировой войны.
Александр Архангельский, руководитель бригады КБ Туполева, разработавшей двухмоторный скоростной бомбардировщик СБ самостоятельно, работал в своем КБ на серийном заводе в Филях над его модификациями и каждый день ждал ареста. Его конструкторы превратили СБ в пикирующий бомбардировщик с разработанным в ЦАГИ уникальным бомбодержателем ПБ-3. Подвешенные в бомбоотсеке бомбы он выводил при пикировании за обвод сечения фюзеляжа. Перекомпоновав СБ, Архангельский придал своему скоростному пикирующему бомбардировщику (СПБ) плавные обводы, заострив носовую часть фюзеляжа, разместив радиаторы в крыльях и утопив кабину стрелка. Это вместе с новыми моторами Климова М-105Р, мощностью 1100 л.с., позволило самолету продемонстрировать максимальную скорость в 512 км/ч. Но главное, он мог в пикировании прицельно бросить три 500-килограммовые бомбы, а «Юнкере 88» только две. Тормозные решетки и автомат вывода из пикирования дополняют облик эффективного пикирующего бомбардировщика, что и подтвердили госиспытания в НИИ ВВС, закончившиеся в январе 1941 года. По имени главного конструктора самолету присвоили индекс Ар-2. Авиазавод № 22 успел выпустить около 200 этих машин, которые воевали, а в авиации флота даже до 1944 года. Но в феврале 1941 года пришел приказ прекратить производство Ар-2 на заводе в Филях в пользу Пе-2. С началом войны А. Архангельский руководил восстановлением и ремонтом поврежденных СБ и Ар-2.