20世纪30年代中期，俯冲轰炸机得到各国空军的青睐，这种轻型轰炸机结构相对简单，容易大量生产，俯冲轰炸精度高于水平轰炸，还可以装备航炮或机枪，用于俯冲扫射和直接攻击。轻型轰炸机对跑道的要求也比较低，同时具有较大的航程，所以也适用于侦察甚至作为远程护航战斗机为重型轰炸机护航等，德国“斯图卡”就是一种具有部分以上特征的多用途轻型轰炸机。苏联当然也开始了自己的设计，由于图波列夫另有任用，因此决定佩特里亚科夫作为第一副总设计师代管设计局，苏霍伊担任佩特里亚科夫的副手。1935年，苏霍伊开始了新型多用途轻型轰炸机的设计工作；1936年，苏联空军正式下达设计任务；1937年，名为SZ-1的新轻型轰炸机组装完成，SZ是StalinskoyeZadaniye的缩写，意为斯大林交给的任务。时逢苏联中央流体力学研究院（TsAGI）的首席试飞员格罗莫夫刚从历史性的莫斯科-旧金山飞行回来，他马上就投入了SZ-1的试飞。试飞结果十分理想，操纵轻巧，飞行性能良好。1937年12月间，二号机开始建造，1938年1月完成，2月21日到3月25日间，SZ-2进行国家鉴定试飞。试飞表明，速度和航程略低于设计要求，建议换装更大功率的发动机后予以投产。