Основой для серии стал второй опытный АНТ-40 с двигателями Испано-Сюиза. Его начали строить 15 мая 1934 года. 30 декабря "дублер" был готов и в тот же день состоялся его первый полет (летчик И.С.Журов). Заводские испытания продолжались до 21 января
1935 года. Была зафиксирована максимальная скорость 430 км/ч на высоте 4000 м, которая значительно превышала заданную в тактико-технических требованиях. Государственные совместные испытания второго АНТ-40 проводились с 8 февраля по 3 марта 1935 и были прерваны из-за элеронного флаттера крыла, который удалось устранить за несколько дней путем установки весовой компенсации на элеронах (работой руководил будущий академик М.В.Келдыш). Летом 1935 года испытания были продолжены и закончились в апреле 1936 г, после чего "дублер" был передан серийному заводу №22 как эталон для серии.
Вопрос о запуске в серийное производство нового бомбардировщика решился значительно раньше, еще в марте 1934 года. Советские ВВС остро нуждались в этом типе, поэтому еще до окончания государственных испытаний с марта 1935 года (по некоторым документам - с 5 декабря 1934 года) началась передача документации на завод №22. По решению правительства в середине 1936 г бригаду №5 во главе с А.А.Архангельским направили на завод в качестве самостоятельного опытного конструкторского бюро для внедрения и усовершенствования самолета АНТ-40 (СБ).
Головной серийный самолет СБ был выпущен весной 1936 года, но уже с отечественными двигателями М-100 (750 л.с), отсюда название первой серийной машины СБ-2М-100. С 25 марта по 31 июля 1936 года были проведены войсковые испытания пяти серийных СБ-2М-100 первой опытной серии. На основании этих испытаний самолет принимается на вооружение.
Модернизированный СБ 2M-I00A с турелями МВ-2 и МВ-3, 1937 г.
СБ 2M-I03 с туннельными радиаторами, 1939 г.
Начиная с 1936 года началось массовое серийное производство СБ на заводе №22, а со следующего года серия развернулась на заводе №125 в Иркутске. Массовое серийное производство цельнометаллической машины такого класса как СБ стало событием в мировом и отечественном самолетостроении. Суточный выпуск самолета достигал 10-13 машин. Всего до момента прекращения серийного выпуска в 1941 году было выпущено 6831 самолетов различных модификаций.
За годы серийной постройки СБ неоднократно модернизировался. Его создатели, учитывая опыт эксплуатации и боевых действий, постоянно Совершенствовали машину, стараясь поддержать ее летно-тактические характеристики на должном уровне. Ниже приводится краткая информация о некоторых вариантах самолета СБ, нашедших применение в ВВС и ГВФ, а также оставшихся в опытных образцах:
- СБ-2М-100А. Серийный СБ с двигателями М-100А мощностью 860 л.с, серия в 1937 году;
- СБ-2М-100А с экранированными турелями. Опытный самолет созданный по опыту использования первых СБ в Испанской войне, проходил испытания в 1937 г, до 1940 г с подобными турель-ными установками (МВ-2 и МВ-3) выпускались отдельные серийные машины. Только после войны с Финляндией началось переооборудование строя;
- СБ-2М-100А "крейсер". Два экземпляра с установкой в носовой части снизу четырех пушек ШВАК прошли заводские и полигонные испытания, участвовали как ночные истребителей при отражении налетов на Москву во время войны;
- СБ-2М-100А с шестью рективны-ми орудиями РО-132. Шесть серийных машин, переоборудованных под носители PC-132, участвовали в войне с Финляндией;
- СБ бис. Опытный самолет с двигателями М-103 (960 л.с) и лобовыми радиаторами и трехлопастными винтами ВИШ-2. Проходил испытания в 19371938 гг;
- СБ бис-2. Опытный самолет с двигателями М-103 и лобовыми радиаторами. Стал основой для серии;
- СБ бис-3, опытный самолет с М-103А и туннельными радиаторами. Проходил испытания в 1937-1938 гт. Стал основой для серии;
- СБ-2М-103. Серийный с лобовыми радиаторами, с увеличенным запасом прочности, узлами наружной подвески бомб и бронеспинкой. Серия в 1938 - 1939 гг;
- СБ-2М-103 с туннельными радиаторами. Серийный, самый скоростной из СБ (450 км/ч на 4100 м). Серия 19391940 гг;
- СБ-2М-103 пикирующий бомбардировщик, опытный;
- СБ-2М-103 (СН), опытный со сверхскорострельными пулеметами СН;
- СБ-2М-103 "прожекторный". Один из серийных самолетов, оборудованных прожекторами для подсветки бомбардировщиков противника, использовался в ПВО Москвы во время войны;
- СБ-2М-103 "тральщик". Серийный переоборудованный под воздушный тральщик;
- СБ-Н, СБ-2М-103 с установкой в носовой турели НУ-СБ подвижной пушки ШВАХ вместо пулеметов;
- СБ-Ш. СБ-2М-103, переделанный в опытный штурмовик с двумя подвижными пушками ШВАК под фюзеляжем, бомбовая нагрузка составляла 400 кг, бронирование кабин летчика и штурмана усилили;
- СБ-УК (УСБ). Учебно-тренировочные СБ-2М100А и СБ-2М-103, оборудованные специальной учебной кабиной. Испытания весной 1938 г, доработка строя и небольшая серия СБ-УК 2М-103;
- СБ-2М-104. Малая серия СБ с двигателями М-104 и новым вооружением;
- ММН. Глубокая модернизация СБ с двигателями М-105 (1050 л.с), улучшенная аэродинамика, усилиненное вооружение, проходил испытания в 1939 году, в серию не передавался;