В конце августа 1937 г. завершилась постройка ВИТ-1. Вес пустого самолета равнялся 3934 кг, взлетный вес с нормальной нагрузкой — 6226 к г. На машине устанавливались винты изменяемого шага ВИШ-2. Качество исполнения было невысоким. Пушки К-37 еще только проходили испытания, поэтому на самолет они не были установлены, и машина выпускалась на аэродром в варианте бомбардировщика СВБ с бомбоотсеком на 1000 кг бомб.

Первые пробежки показали плохую работу системы охлаждения двигателей. Потребовалась ее доработка. Начало испытаний к тому же задерживалось из-за отсутствия у КБ завода № 84 своего аэродромного персонала, летчика. Первый вылет СВБ состоялся 31 октября 1937 г. Пилотировал машину В. П. Чкалов. 16 ноября, в третьем испытательном полете, на месте наблюдателя в воздух поднялся и сам Н. Н. Поликарпов. Самолет вернули на завод, так как, ввиду начала зимы, потребовалось изготовить лыжное шасси (аэродромы тогда не расчищались). Кроме того, потребовалось доработать систему охлаждения моторов, устранить течь радиаторов.

По рекомендации первого отдела ЦАГИ радиаторы были убраны в крыло. Забор охлаждающего воздуха осуществлялся через отверстия в носке крыла, выход — через верхнюю поверхность (впервые в СССР). Потом, в 40-х гг., Поликарпов будет широко использовать такую конструкцию на самолетах с моторами жидкостного охлаждения.

27 января 1938 г. СВБ вновь выкатили на аэродром. А 29 января его подняли в воздух летчики-испытатели Громов и Байдуков.

Как-то раз на испытания приехал М. М. Каганович. В грубой, бестактной форме он начал «подшучивать», как ему казалось, над Н. Н. Поликарповым. Повеяло откровенным хамством. Работник КБ П. Д. Татарец вспоминал:

«Обращаясь к Николаю Николаевичу, он [Каганович] вдруг вполголоса начал ему приговаривать: «Николай Николаевич, крестись, крестись». Поликарпов не выдержал и ушел с летного поля».

Впрочем, по отношению к рядовым конструкторам Каганович вел себя еще более бесцеремонно. Позже, в середине 1939 г., Николай Николаевич был вынужден «прикрыть» своего ведущего по винтомоторным установкам Василия Ивановича Тарасова, отправив задним числом в отпуск, когда тот, не вынеся хамского обращения наркома авиапромышленности М. М. Кагановича, в цехе завода № 1 швырнул ему под ноги деталь и обругал за грубость, за что был приказом наркома уволен без права работы в авиапромышленности.

Испытания СВБ шли медленно из-за периодического протекания радиаторов, бензобаков, растрескивания выхлопных коллекторов, других мелких производственных дефектов. С наступлением теплой погоды выяснилось, что параметры каналов, выбранные на основании приближенных расчетов ЦАГИ, не обеспечивают необходимого теплового режима работы радиаторов: вода в них закипала. После грубой посадки сломался хвостовой костыль неудачной конструкции. Самолет отправили на завод № 156 (где в то время находилось КБ Поликарпова) для ремонта и доработки.

До 21 июля 1938 г. самолет приводился в годное для полетов состояние — радиаторы возвращались на прежнее место, зашивались отверстия в крыле, устанавливался костыль новой конструкции, а вместо прежних — новые выхлопные коллекторы от самолета СБ. При этом, соответственно, изменялись каркасы капотов. Кроме того, устранялась течь в бензобаках.

В центроплане крыла были смонтированы две пушки К-37, т. е. самолет воссоздавался в конфигурации ВИТ-1.

Работа шла очень медленно, так как завод № 156 в связи с другими заданиями на эту машину практически не выделял рабочих некоторых дефицитных профессий, например, работал всего лишь один медник.

Полеты, проходившие в августе 1938 г., показали, что многие дефекты конструкции удалось изжить. Однако из-за низкого качества изготовления летные характеристики ВИТ-1 оказались на 15–20 % ниже расчетных. Самолет развивал максимальную скорость 495 км/ч.

В ноябре 1938 г. ВИТ-1 был передан в НИИ авиационного вооружения и на Ногинском полигоне начался отстрел пушек К-37. Они показали, что 37-мм пушки Шпитального имеют дефекты и нуждаются в доработке. Впоследствии, весной и летом 1939 г., на ВИТ-1 проводились различные испытания как самой машины, так и различных систем.

К этому времени уже летал более совершенный ВИТ-2, появились другие модификации. Поэтому 29 июля 1939 г. Комитет Обороны СССР принял постановление о прекращении работ по МПИ-2М103.

К разработке ВИТ-2 КБ Поликарпова приступило в мае 1937 г. после начала постройки самолета СВБ (ВИТ-1). Руководство ВВС выразило пожелание, чтобы многоцелевая машина была способна в первую очередь выполнять задачи бомбардировщика. Летом 1937 г. был готов эскизный проект. На ВИТ-2 предполагалось установить моторы М-103 или М-34ФН, так как других подходящих просто не было. Ожидалось, что самолет сможет развить максимальную скорость около 500 км/ч. Аэродинамический расчет выполнил начальник аэродинамического сектора Н. З. Матюк, впоследствии Герой Социалистического Труда, главный конструктор знаменитого истребителя МиГ-25. 29 июня 1937 г. Н. Н. Поликарпов подписал эскизный проект ВИТ-2.

Предполагалось, что самолет после соответствующего переоборудования сможет выполнять задачи среднего скоростного бомбардировщика с подвеской внутри фюзеляжа 800 кг бомб, пикирующего бомбардировщика (900 кг бомб на внешней подвеске), штурмовика (6 пушек, 2 пулемета, 300 кг бомб), дальнего разведчика, вооруженного 4 пушками ШВАК, истребителя крупных наземных и воздушных целей (ВИТ) с двумя пушками К-37 и двумя ШВАК, истребителя сопровождения.

Двенадцатикратный запас прочности позволял выполнять все фигуры высшего пилотажа и выходить из отвесного пикирования.

После тщательного анализа различных схем вооружения самолета Поликарпов пришел к мнению о необходимости установки пушки ШВАК для обороны задней полусферы. В этом он пошел дальше специалистов ВВС, которые настоятельно рекомендовали использовать для этой цели пулеметы. Близость ожидаемых скоростей ВИТ-2 к скоростям истребителей предопределяла сравнительно узкий ракурс возможных атак в передней и задней полусферах, поэтому Николай Николаевич решил отказаться от поворотного кольца турели, выдвижной башни. К тому же такая конструкция была проще и позволяла сделать кабину стрелка-радиста более удобной. Носовая установка с пушкой ШВАК была аналогичной установке ее на ВИТ-1.

Самолет имел двухкилевое оперение. Фюзеляж — подкрепленный стрингерами дюралевый монокок. Бомбоотсек закрывался раздвижной шторкой по типу самолета «Иванов». Крыло двухлонжеронное (лонжероны из хромо-молибденовых труб); в его свободных внутренних объемах размещались бензобаки. Шасси убираемое. Внутри фюзеляжа можно было подвешивать 800 кг бомб и еще до тонны на внешней. Под крылом располагались выдвижные радиаторы.

После всесторонней оценки перспектив развития отечественного моторостроения осенью 1937 г. Н. Н. Поликарпов решил установить на ВИТ-2 новые моторы М-105 конструкции ОКБ В. Я. Климова, которые тогда еще только начали проходить наземные испытания. В соответствии с этим эскизный проект был оперативно переработан. С ними предполагалось достичь максимальной скорости 520–530 км/ч.

Николай Николаевич рассмотрел возможность установки и других моторов. 10 декабря 1937 г. был готов проект ВИТ-2 с двумя моторами М-85 воздушного охлаждения. И хотя мощность М-85 (850 л.с.) являлась недостаточной для перспективного самолета, анализ проекта показал, что двигатель хорошо компонуется с планером. Впоследствии по указанию Николая Николаевича был разработан проект ВИТ-2 с моторами М-88, представлявшими собой дальнейшее развитие М-85.

Ввиду отсутствия моторов М-105 на самолете решили установить менее мощные М-103. В декабре 1937 г. был предъявлен макет самолета ВИТ -2 с М-103 в трех вариантах из утвержденных семи: 1) скоростной средний бомбардировщик; 2) пикирующий бомбардировщик; 3) многопушечный штурмовик. В макете предъявлялся не весь самолет, а только хвостовое оперение, кабина стрелка и крыльевая огневая точка, так как в остальном самолет ничем не отличался от уже построенного ВИТ-1. Вместо турели установлен шкворень с углами обстрела 45°. Боезапас каждой пушки составлял 140 снарядов.