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.
По решению макетной комиссии основным вариантом самолета являлся вариант пикирующего бомбардировщика, способного выполнять задачи ближнего и среднего (в перегрузку) бомбардировщиков. Следующим по значимости для ВВС признан вариант разведчика.
Ведущим по машине Н. Н. Поликарпов назначил перешедшего из ВВС в ОКБ Н. А. Жемчужина, который вскоре стал заместителем главного конструктора.
В конце 1937 г. был разработан специальный вариант ВИТ-2 без вооружения для дальних перелетов, в том числе по маршруту Париж-Нью-Йорк. В освободившиеся объемы крыла и фюзеляжа предполагалось разместить дополнительные топливные баки, что позволяло увеличить дальность полета до 7900 км при скорости 350 км/ч. Но этот проект так и не был реализован.
С декабря 1937 г. началась постройка ВИТ-2 на заводе № 84. В документации ВВС ввиду его нового целевого назначения иногда использовались другие обозначения машины — СПБ («скоростной пикирующий бомбардировщик») или СБП. В апреле 1938 г. самолет был доставлен на аэродром. 11 мая В. П. Чкалов совершил на ВИТ-2 первый полет. С 16 мая 1938 г. к испытаниям подключился Б. Н. Кудрин. Всего с 11 мая по 11 июля 1938 г. на ВИТ-2 было выполнено 24 полета. С моторами М-103 удалось достичь максимальной скорости 498 км/ч на высоте 4600 м. На этом завершился первый этап летных испытаний. r: lo его результатам Б. Н. Кудрин в целом дал самолету положительную оценку. В воздухе управляемость была очень хорошая. ВИТ-2 устойчиво выполнял глубокие виражи. Затем ВИТ-2 возвратили на завод для устранения обнаруженных дефектов и замены моторов М-103 на достаточно сырые М-105. Первые из присланных моторным заводом № 26 двигатели М-105 оказались абсолютно непригодными для эксплуатации. Пришлось дожидаться поступления новых моторов.
В конце июля самолет вновь выкатили на аэродром. Начался второй этап заводских испытаний. Со 2 августа по 9 сентября 1938 г. на ВИТ-2 выполнено 12 полетов. Летчик-испытатель Б. Н. Кудрин достиг на ВИТ-2 скорости 513 км/ч на высоте 4500 м. Доводился не столько самолет, сколько двигатели. Моторы М-105, впоследствии сыгравшие большую роль в Великой Отечественной войне, фактически получили путевку в жизнь именно на ВИТ-2.
Отношение к самолету со стороны руководства главка было довольно странным. По конъюнктурным соображениям ВИТ-2 в случае успешного завершения работ серийно строить почему-то не хотели. О сложившейся обстановке ведущий инженер ВВС по испытаниям ВИТ-2, а позже СПБ, Нерсисян так писал наркому обороны:
«По заявлению бывшего директора завода военинженера 1-го ранга Осипенко последний имел прямое предписание бывшего начальника Первого главного управления НКОП [Беляйкина. — Прим. авт.] самолет ВИТ-2 работникам ВВС РККА не показывать. По личному указанию тов. Смушкевича бывшему директору завода № 84 от 9.9.39 г. самолет ВИТ-2 10.9.38 г. был перегнан в НИИ ВВС и участвовал в демонстрации перед членами Правительства. В результате этого показа самолет оставлен в НИИ ВВС для проведения госиспытаний…»
Совместные испытания ВИТ-2 (СПБ) в НИИ ВВС проходили с 13 сентября по 5 октября 1938 г. Их проводил летчик-испытатель майор П. М. Стефановский. Всего за это время на самолете было выполнено 35 полетов общей продолжительностью 13 часов 40 минут до выработки заявленного заводом № 26 ресурса первых двигателей М -105. Была получена максимальная скорость 483 км/ч на высоте 4300 м, т. е. ниже, чем на заводских испытаниях.