Любопытная деталь: строившиеся параллельно самолеты Пе-2 варианта "разведчик" имели, как правило, первый номер в серии, а учебные самолеты – номера "10" или "20", т. е. замыкали серию или ее первую половину. В связи с тем, что учебный Пе-2 выпускался как бы "внутри" серии, то все ее особенности, включая марку моторов (на разведчики старались, по возможности, ставить М-105РА), измененную аэродинамику, размещение элементов конструкции и отдельных агрегатов, соответствовали параметрам обычного боевого Пе-2 того же периода выпуска, а сами машины обладали подобными же летными характеристиками. Начиная с сентября 1943 г., когда в НИИ ВВС закончились контрольные испытания учебного Пе-2 (заводской № 10/231) с двумя моторами М-105ПФ и винтами ВИШ- 61П, машину стали официально именовать УПе-2 (до этого применялись названия "Пе-2 учебный" или "Пе-2УТ"). "Сентябрьский" УПе-2 имел следующие основные летные данные: нормальный полетный вес 7344-7524 кг при экипаже 2-4 человека, максимальную скорость полета у земли 454 км/ч, на высоте 3600 м – 508 км/ч, время набора высоты 5000 м – 8,7 мин и практический потолок – 8700 м. Всего в 1943 г. изготовили 107 УПе-2.
Учебные Пе-2 направлялись, главным образом, в 8-ю запасную авиационную бригаду (заб), где велась подготовка экипажей Пе-2, а также в летные школы ВВС. Так, в июле 1941 г. на базе Липецких авиационных курсов усовершенствования командиров эскадрилий ВВС был сформирован Липецкий учебный центр с задачей переподготовки авиачастей на "пешки". Вплоть до октября, когда центр из-за приближения фронта пришлось перебазировать в Куйбышевскую область, в центре прошли переучивание 12 полков и 2 отдельные эскадрильи.
Запасная авиационная бригада, сформированная в 1941 г., включала три запасных авиационных полка (3-й, 9-й и 18-й зап). В каждом из них одновременно переучивались несколько маршевых полков. Переменный летный состав 8-й заб порой начитывал свыше тысячи че
ловек (более трехсот экипажей, т.е. приблизительно три авиадивизии). В начале 1944 г. 18-й зап расформировали в связи с уменьшением потребности в новых боевых экипажах для "пешек".
В ходе эксплуатации "пешек" у летно- инструкторского состава 8-й заб сформировался ряд предложений, направленных на усовершенствование конструкции учебного варианта машины. Инструкторы отмечали, что значительная часть времени налета УПе-2, в отличие от боевых, приходится на взлет и посадку, поскольку именно эти элементы отрабатывались наиболее тщательно. Полеты по продолжительности были короткими и только что отработавшие на взлетном режиме моторы еще не успевали остыть, как вновь следовал взлет. В результате через три-четыре цикла температура воды поднималась выше нормы и приходилось ждать, когда она понизится. Летом таким образом терялось до 50 % летного времени. В связи с этим и предлагалось установить на УПе-2 более мощные водяные и масло- радиаторы.
Как уже говорилось ранее, инструктор на учебном Пе-2 не имел полного набора органов управления системами самолета. Например, он не мог управлять положением шасси, выпускать и убирать тормозные решетки. Последний недостаток, казалось бы, не столь значителен, но в коротком учебном полете он мог иногда иметь самые тяжелые последствия. Так, в октябре 1943 г. на УПе-2 из 8-й заб отказал левый мотор. В этих условиях обращаться с самолетом летчики должны были чрезвычайно осторожно, так как учебные Пе-2 с изношенными силовыми установками были не способны лететь без потери высоты на одном моторе. Развернувшись "блинчиком", летчики повели самолет на посадку, но в момент подхода к земле ученик допустил ошибку, выпустив вместо посадочных щитков тормозные решетки. Произошла катастрофа.
Недостатком учебного варианта Пе-2 было и неполное приборное оборудование в кабине инструктора. Так, отсутствие авиагоризонта сильно усложняло полеты в облаках и ночью. Летом моторы самолетов 8-й заб, базировавшейся в Нижнем Поволжье, сильно страдали от песка, попадавшего во всасывающие патрубки. Кстати, с этим явлением столкнулись еще раньше экипажи Пе-2 из состава ВВС Северного флота, где одна из посадочных площадок размещалась прямо на берегу моря вблизи песчаного пляжа. Еще одним недостатком УПе-2 было то, что попасть в кабину инструктора зимой по скользкой поверхности крыла было очень сложно. ОКО-22 рассмотрел предложения инструкторов и признал их полезными, но трудно реализуемыми. Серию решили не ломать и ограничиться лишь мелкими улучшениями типа установки подножки для подъема на крыло.