В мае 1944 г. ОКБ А.Н.Туполева Решением ГКО №5947 от 22. 05.44 г. поручается постройка скоростного дневного бомбардировщика "СДБ" с двумя двигателями типа АМ-39 (самолет "63"). На базе бомбардировочного варианта предусматривалось создание ночного истребителя-перехватчика.
Согласно Решения ГКО самолет "63" должен был строиться на заводе №156 в двух экземплярах, со сроками предъявления на Государственные испытания первого экземпляра 1.06.44 г., второго - 15.10.44 г.
Первый экземпляр "СДБ" - самолет "63/1" представлял собой модификацию опытного самолета "103" с двумя двигателями АМ-37. Задачей первой машины "СДБ" была отработка новой силовой установки и проверка самой концепции модификации.
Основные переделки самолета "103" в самолет "63/1" заключалась в следующем:
- установлены двигатели АМ-39 мощностью 1870 л.с. с винтами АВ-5ЛВ-22А диаметром 3,6 м, вместо двигателей АМ-37;
- сняты тормозные решетки;
- сняты пулеметы верхней и нижней установок;
- экипаж уменьшен до 2-х человек.
Переделка самолета "103" в в самолет "63/1" была произведена в крайне сжатые сроки. Уже 21 мая 1944 года летчик-испытатель А.Д.Перелет совершает на нем первый полет. До конца мая идут Заводские испытания. 1 июня самолет "63/1" перегоняется на аэродром НИИ ВВС, где с 5 июня по 6 июля 1944 г. он проходит Государственные испытания, в ходе которых были зафиксированы следующие характерначки, отличавшиеся от соответствующих характеристик самолета "103":
- нормальная полетная масса - 10100 кг;
- максимальная скорость на высоте 6650 м - 645 км/ч;
- практический потолок - 10000 м;
- время подъема на высоту 5000 м - 7,45 мин;
- техническая дальность полета - 1830 км;
- стрелково-пушечное вооружение: вперед пушки ШВАК - 2;
- экипаж - 2 чел.
Таким образом установка новых более мощных, но и более тяжелых двигателей, несколько увеличивала скорость и скороподъемность. Правда, следует учесть, что при этом с самолета были сняты пулеметы УБТ и убран один член экипажа. НИИ ВВС в своем- заключение по испытаниям первого самолета "СДБ" отметило, что по летным данным и бомбовой нагрузке он вполне отвечает требованиям ВВС к дневному бомбардировщику. При соответствующей доводки в части усиления оборонительного вооружения и бронирования он может быть рекомендован к принятию на вооружение.
Все пожелания ВВС относительно "СДБ" были выполнены на втором экземпляре, который получил по ОКБ обозначение самолет "63/2".
К моменту проведения работ по самолету "63" за рубежом, в частности в США, появились первые дальние бомбардировщики, способные нести несколько тонн боевой нагрузки на несколько тысяч километров со скоростью более 500 км/ч, на высотах порядка 10000 м. В 1944 году первые соединения стратегических бомбардировщиков В-29 начали совершать опустошительные налеты на Японию. Новый качественный скачек в области бомбардировочных вооружений потребовал от отечественной авиационной промышленностью создания истребителя-перехватчика с мощным бортовым вооружением и бортовой радиолокационной аппаратурой. Из имевшихся на вооружении ВВС РККА самолетов, Ту-2, благодаря высоким скоростям полета, большой грузоподъемности и объемами для размещения радиолокационной аппаратуры наиболее полно удовлетворял требованиям, предъявлявшихся к истребителям-перехватчикам. Его скорость на 1944 год превышала скорости большинства зарубежных бомбардировщиков, установка дополнительного пушечного вооружения калибра 20-45 мм, способна была сделать его самым сильным самолетом-истребителем по огневой мощи залпа бортового оружия, а установка радиолокационной аппаратуры обеспечивала его вывод на дистанцию 8-12 км. от самолета противника.
При проектировании второго самолета "63/2" ОКБ достаточно глубоко проработало вариант использования самолета в качестве истребителя-перехватчика. В июле 1944 года был готов эскизный проект самолета.
Самолет "63/2" создавался как скоростной бомбардировщик, который в тактическом плане должен был соответствовать английскому бомбардировщику "Москито". Помимо основного бомбардировочного варианта ОКБ подготовило его фоторазведовательный и истребительные варианты. По мнению ОКБ высокие скорости полета, особенно на больших высотах (7000-8000 м), позволяли самолету "63/2", при установке дополнительного пушечного вооружения, перехватывать скоростные высотные бомбардировщики, уничтожая их мощным бортовым оружием. Благодаря подвеске в грузоотсеке дополнительного топливного бака, дальность полета истребителя увеличилась до 3000 км, что давало возможность применять самолет для длительного патрулирования в зонах возможного появления бомбардировщиков противника. Для действий ночью и в условиях плохой видимости на самолете предусматривалась установка радиолокационной аппаратуры типа ПНБ-4 (разработчик 4-й Специальный Отдел НКВД СССР) или типа "Гнейс-5" (разработчик НИИ-20).
В отличие от английского "Москито" самолет "63/2" во всех вариантах сохранял мощную систему оборонительного огня, что позволяло ему нести патрульную службу и вести успешные бои с истребителями сопровождения.
Самолет "63/2" являлся модификацией серийного бомбардировщика Ту-2с. От него без изменений должны были использоваться: отъемные части крыла, хвостовое оперение, хвостовое колесо, бомбардировочное вооружение (для основного бомбардировочного варианта), крыльевые пушечные установки под пушки ШВАК-20, нижняя люковая установка. Центральная часть фюзеляжа, центроплан и хвостовая часть имели незначительные изменения и могли изготавливаться на тех же сборочных стапелях, где изготовляли серийные Ту-2с с небольшой доработкой этих стапелей.