Основными материалами в У-2 являлись сосна и фанера. В небольшом количестве применялась сталь (мягкая, недефицитная). Вся конструкция обтягивалось полотном.
Шасси со сквозной осью и резиновой амортизацией. На самолет первоначально устанавливались колеса 700x120 мм, с 1936 г. — 700x100, а с 1939 г. — 700x150. До 1938 г. колеса были со спицами, потом — дисковые. Для зимней эксплуатации выпускались лыжи.
Первые серии У-2 имели небольшой заголовник задней кабины и частичный капотаж мотора, чем они зрительно отличались от машин последующих серий.
После 1934 г. на У-2 стали устанавливать указатель «Пионер» и трубку Вентури для раскрутки гироприборов.
Первоначально, ввиду отсутствия на заводе штампов для гнутья оргстекла, козырек кабины делали из двух плоских частей, соединенных между собой дюралевой перемычкой. На некоторые экземпляры первых серий даже ставили прямоугольные плоские козырьки от У-1. Затем их стали делать из изогнутого посередине листа оргстекла, но боковины оставались плоскими. И только с 1938 г. удалось наладить производство козырьков, изогнутых по дуге окружности.
Летные характеристики менялись от серии к серии. Это было связано с изменением состава оборудования, доработками конструкции в процессе эксплуатации, с модификациями винтомоторной группы.
Старейший в стране завод № 23 долгое время являлся «золушкой» Авиатреста, несмотря на наличие достаточно квалифицированных рабочих и инженерных кадров. Из-за близости к границе, которая проходила всего в тридцати километрах от города, выпускать современные боевые и гражданские самолеты там считалось нецелесообразным. Поэтому он был сориентирован на постройку уже устаревших учебных самолетов У-1. Оборудование заводу выделялось по «остаточному принципу». Заказ на выпуск довольно значительной партии У-2 буквально вдохнул новую жизнь заводу. Выделенные ассигнования позволили модернизировать станочный парк, увеличить число рабочих мест. Так, если в 1926 г. на заводе № 23 работало около 600 человек, то в 1930 г. уже 874, в 1931-м — 2674, а в 1933 г. персонал завода насчитывал 3358 рабочих, инженеров и служащих.
Несмотря на сравнительно простую конструкцию, внедрение У-2 в серию проходило довольно медленно. 16 мая 1929 г. в протоколе № 52 заседания Правления Авиатреста было предложено заводу № 23 предъявить к 1 июня 58 У-1, 20 МУ-1 и только 4 У-2, а также сдать 46 И-2бис и 8 И-2.
Всего за 1928/29 операционный год удалось построить 25 У-2, из которых сдано заказчику 19. Первый серийный У-2 имел заводской номер 2257.
Первоначально за 1929/30 операционный год предполагалось выпустить 70 У-2. Затем план был увеличен до 100 экземпляров, в число которых был включен недодел за предыдущий операционный год и еще 10 машин для Добролета.
Первый серийный У-2 имел заводской номер 2257. Он как головной серийный самолет из первой серии в 6 экземпляров в августе-сентябре 1929 г. проходил специальные летные испытания в НИИ ВВС. В отчете об их результатах говорилось:
«...Предъявленный заводом № 23 головной серийный самолет У2-М11 № 2257 в производственном отношении выполнен в общем удовлетворительно, но имеет ряд недостатков, отмеченных в перечне.
В отношении летных качеств самолет У2-М11 соответствует назначению учебного самолета первоначального обучения. Имея хорошие летные данные, самолет прост в управлении, допускает большую грубость движения рычагами управления и не имеет опасных для пилотажа тенденций. Хорошо сбалансирован и устойчив.
Самолет не штопорит при всяких искусственных приемах ввода, что надо считать его положительным качеством.
При потере скорости, скольжении и искусственном сваливании самолет имеет свойство сам переходить в режим нормального планирования.