Согласно заданию основным назначением БШ-2 являлось "…уничтожение живой силы противника во всех вероятных положениях и его боевых средств, главным образом, в оперативной зоне и войсковых тылах; нарушение переброски войск противника; разрушение аэродромов, авиационных и мотомеханизированных баз; уничтожение средств ПВО; взаимодействие с наземными войсками…"
Самолет должен был иметь: надежное бронирование экипажа, мотора, горючего и бомб; максимальную скорость у земли 385-400 км/ч; посадочную скорость 105-110 км/ч; дальность полета с нормальной полетной массой 800 км, а с перегрузкой – до 1000 км; практический потолок – 8000 м; вооружение: у летчика – 2 пулемета ШКАС и 2 крупнокалиберных пулемета для стрельбы вперед, у летнаба – спарка пулеметов ШКАС, емкость бомбодержателей – 250-300 кг.
В ходе более детальной проработки проекта БШ-2 ОКБ С.В.Ильюшина отказалось от дополнительного бронирования жизненно важных частей штурмовика, выполненного в виде бронекапсул, сохранив только сплошной бронекорпус, который защищал мотор, водо- и маслорадиаторы, масло- и бензобаки, а также летчика и штурмана-стрелка. Кроме этого, для защиты летчика и штурмана- стрелка предусматривалось очаговое бронирование в виде небольших бро- нещитков. Толщина брони везде 5 мм.
3 января 1939 г. С.В.Ильюшин предъявил Начальнику ВВС КА командарму 2-го ранга А.Д.Локтионову на утверждение эскизный проект и макет бронированного штурмовика БШ-2 (заводское обозначение ЦКБ-55) с мотором АМ-34ФРН. Макетная комиссия, заседание которой состоялось 26 января, признала, что проект и макет штурмового самолета БШ-2 с АМ-34ФРН в целом соответствует предъявляемым к машине ТТТ. В утвержденном 2 февраля 1939 г. А.ДЛоктионовым протоколе заседания макетной комиссии С.В.Ильюшину рекомендовалось: установить толщину брони носовой части до кабины летчика – 4 мм; борта кабины летчика и летнаба – 5 мм с частичным утолщением в зоне сидений до 7 мм, низа фюзеляжа – 4 мм, около боков – 5 мм, задней стенки кабины – 8 мм; допустить расчетную дальность на скорости 260 км/ ч – 560 км у земли и на высоте 4000 м на скорости 300 км/ч – 650 км; разработать установку дополнительных бензобаков в бомбовом отсеке и т.д.
В зто время уже стало ясно, что по ряду причин (вовремя не созданы штампуемая авиационная броня двойной кривизны, технология изготовления бронекорпуса и т.д., а также в связи с тем, что мотор АМ-34ФРН был снят с производства) БШ-2 к установленному сроку построить невозможно. В этой связи в феврале 39-го С.В.Ильюшин вместе с Я.В. Смушкевичем доложили А.Д.Локтионову новые тактико-технические требования к БШ-2 с более мощным у земли мотором АМ-35 (взлетная мощность 1350 л.с.), который за месяц до этого удовлетворительно прошел заводские испытания.
Изменения ТТТ коснулись в основном: увеличения практического потолка до высоты 9000-9500 м; уменьшения времени набора высоты 5000 м до 8-9 минут; снижения длин разбега и пробега до 250 м и 280 м, соответственно; ослабления стрелкового вооружения до 4-х пулеметов ШКАС (боекомплект 3000 патронов) в крыле для стрельбы вперед и одного ШКАС (боезапас 750 патронов) на турели для стрельбы назад. Бомбовое вооружение и требование к бронированию самолета остались прежними.
ТТТ к БШ-2 АМ-35 были утверждены А.Д.Локтионовым 15 февраля, и уже на следующий день на 39-м авиазаводе началась постройка двух опытных штурмовиков. На машиностроительном заводе им. Г.К.Орджоникидзе в Подольске были изготовлены первые два экспериментальных бронекорпуса…
Однако вскоре, ввиду того, что мотор АМ-35 не прошел в феврале 1939-го 100-часовые государственные испытания, все работы по опытным машинам были приостановлены.
В марте 39-го мотор АМ-35 после доработки успешно отработал на заводских испытаниях и в апреле вновь был предъявлен на повторные государственные испытания, которые прошел удовлетворительно.
9 июля С.В.Ильюшин доложил наркому авиационной промышленности М.М.Кагановичу о готовности первого опытного экземпляра штурмовика БШ- 2 № 1 (ЦКБ-55 № 1) к проведению заводских испытаний. Однако нарком потребовал от ОКБ проведения статических испытаний крыла и оперения до 67% от расчетной нагрузки и балансировки рулей машины.
Через двадцать дней, 29 июля 1939 г., вышло Постановление комитета обороны № 226 "О создании модифицированных бомбардировщиков и новых опытных бомбардировщиков и штурмовиков на 1939-40 гг.", которое обязывало С.В.Ильюшина передать на государственные испытания первый экземпляр бронированного штурмовика БШ-2 в сентябре 1939 г., а второй экземпляр – в ноябре этого же года.
15 августа "во исполнение Постановления КО от 29.07.39" вышел приказ по НКАП № 256, который освобождал Тпавного конструктора т. Ильюшинв от всех работ, кроме модификации ДБ-3 2М-88 и постройки бронированного штурмовика БШ-2…"