Авиационный завод № 31, определенный ГУАП для постройки МБР-2, к тому времени был одним из крупнейших отечественных авиационных предприятий и, что немаловажно, имевшим большой опыт строительства морских самолетов. Производственная программа завода № 31 на момент принятия решения о запуске МБР-2 в серию была весьма напряженной и включала крупносерийное производство многоцелевого самолета-амфибии LU-2, поплавкового варианта «крейсера» Р-6 — МР-6, а также гидросамолетов МБР-4 («Савойя» S.62bis), сменить которые в строевых частях и должен был МБР-2.
В октябре 1933 г. на завод № 31 была передана необходимая техническая документация и, предприятие преступило к освоению новой летающей лодки. В это же время для оказания технической помощи в освоении МБР-2 из Москвы в Таганрог приехал сам Г.М. Бериев с группой конструкторов.
Как вспоминал Г.М. Бериев, при переработке чертежей для серии между ним и техническим директором завода № 31 И.М. Косткиным периодически возникали разногласия, поскольку в конструкции самолета было немало деталей и узлов, для изготовления которых заводу нужно было осваивать новые технологические процессы. Поэтому со своей стороны завод требовал полной их переработки в соответствии с существующей технологией. Как правило, споры по этим вопросам заканчивались компромиссом.
В конструкцию серийных машин были внесены изменения. Роговую компенсацию руля поворота заменили на осевую, установили пластину Флетнера, на центроплане сделали узлы для подъема самолета из воды краном. Доработанный таким образом первый прототип (с двигателем BMW) в период с 10 января по 9 февраля 1934 г. прошел государственные испытания в Севастополе на базе отдельного морского отряда НИИ ВВС РККА.
Первый МБР-2 с двигателем М-17 (серийный № 31001), построенный в Таганроге, был закончен 2 июня 1934 г. и 5 июля представлен на испытания. Эта машина должна была уже стать эталоном для серии и по сравнению с первым прототипом была на 60 кг легче, максимальная скорость возросла на 6 км/ч, и увеличилась дальность полета.
Летные испытания проводил летчик-сдатчик завода А.А. Ульсен, в качестве летнаба в полетах участвовал старший военный представитель 4-го отдела Управления ВВС РККА на заводе № 31 военинженер 3 ранга И.Г. Загайнов. Результаты испытаний в целом удовлетворили заказчика.
Из недостатков отмечалась вибрация хвостового оперения на больших углах атаки, попадание воды в реданную коробку и отслаивание полотна на днище лодки, коробление обшивки борта ниже ватерлинии. Тем не менее, предписывалось после устранения недостатков начать строительство серии для проведения войсковых испытаний МБР-2 в частях морской авиации.
К этому времени крупные перемены происходят в судьбе самого Г.М. Бериева. 9 августа 1934 г. Правительство приняло решение о создании при авиационном заводе № 31 Центрального конструкторского бюро морского самолетостроения (ЦКБ МС) во главе с Георгием Михайловичем, в исполнение чего в тот же день был издан приказ по ГУАП № 2 44/260.
20 сентября выходит еще один приказ по ГУАП № 56/334, в котором утверждается положение о ЦКБ МС завода № 31, его штатный состав и определяется срок окончания формирования ЦКБ МС — не позднее 1 октября 1934 г. Этим же приказом определялся план работ нового конструкторского бюро, в числе которых, помимо амфибии МБР-5 и корабельного гидросамолета КОР-1, было создание усовершенствованного варианта МБР-2 с новым отечественным двигателем М-34 (АМ-34). Сам самолет было необходимо предъявить на государственные испытания 1 августа 1935 г. После чего эта машина должна была стать эталоном для серийного производства.
Вместе с Г.М. Бериевым в Таганрог приехала группа конструкторов и инженеров завода № 39. Эти 40 человек и стали ядром создаваемого ЦКБ. Но этого количества специалистов было крайне мало. Ведь по штатному расписанию численность ЦКБ МС составляла 179 человек, в том числе 66 инженеров и более 70 техников. Кроме того, было ясно, что бывших москвичей надолго удержать в провинции не удастся (что и подтвердилось впоследствии). Поэтому основная ставка при формировании коллектива была сделана на выпускников Новочеркасского и Казанского авиационных институтов, а также Таганрогского авиационного техникума. Одновременно с решением массы организационных и хозяйственных вопросов нужно было запускать в серийное производство гидросамолет МБР-2 с мотором М-17. В этой сложной ситуации огромную помощь молодому главному конструктору оказал директор завода № 31 Ф.П. Мурашев. Во многом благодаря ему, опытному организатору и энергичному хозяйственнику, ЦКБ быстро развернуло свою работу на новом месте.