Con el nombre en clave «Ivanov», el avión tenía que ser capaz de realizar tareas de reconocimiento y posteriormente atacar los objetivos que hubiera localizado.
Propulsado por un motor radial Shvetsov M-62 refrigerado por aire de 610 kW (820 hp), el ANT-51 alcanzó los 403 km/h a 4700 m.[1] Esto se consideró insuficiente, pero dado que el diseño básico era sólido, se decidió volver a probarlo con un motor más potente.
Equipado con un motor Tumansky M-87 de 746 kW (1000 hp), el ANT-51 alcanzó los 468 km/h a 5600 m y fue aceptado en producción como BB-1 (en ruso: Ближний Бомбардировщик, romanizado: Blizhniy Bombardirovschik, «bombardero de corto alcance»).
[1] En 1940, el avión pasó a llamarse Su-2 y el motor M-87, poco fiable, fue reemplazado por un Tumansky M-88.
[1] En varios momentos durante la Gran Guerra Patria, los aviones Su-2 fueron pilotados por veintisiete pilotos que posteriormente recibieron el título de Héroe de la Unión Soviética, incluidos Mijaíl Odintsov[5] y Grigori Sivkov, que fueron honrados con el título dos veces.