Лодка гидросамолета имела два накладных редана, комбинация которых позволяла выбрать наивыгоднейшую форму и расположение. Определение формы редана считалось одной из важнейших задач экспериментального МДР-2. В случае же удачи, а на нее можно было надеяться только при интуитивном подходе к проектированию, самолет предполагалось приспособить для решения как военных, так и гражданских задач.
Следует отметить, что в те годы практически весь парк гидросамолетов состоял из машин иностранного производства, для замены которых в СССР предпринимали огромные усилия. В числе эксплуатировавшихся машин были «Вали» компании «Дорнье». Самолет имел аналогичные моторы и был наиболее близок к МДР-2 по грузоподъемности.
К проектированию дальнего разведчика приступила в 1925 году бригада морских самолетов КОСОС ЦАГИ под руководством И.И. Погосского. В ноябре 1928 года первые рабочие чертежи передали в производство, завершившееся спустя два года постройкой опытной машины.
МДР-2 представлял собой фактически тримаран, поскольку подкрыльевые поплавки служили не только для обеспечения его остойчивости, но и увеличения водоизмещения.
Лодка – цельнометаллическая, двухреданная, с большой килеватостью и довольно сложной формой поперечного сечения, заимствованного от немецкого гидросамолета «Ромар» фирмы «Рорбах», имела несколько водонепроницаемых отсеков. Экипаж состоял из пяти человек, в том числе наблюдателя-стрелка в носовом отсеке, командира корабля – бомбардира и двух летчиков, а также кормового стрелка в кабине за крылом.
Крыло заимствовали от разведчика Р-6.
Для спуска на воду и выкатки на берег предназначались съемные колеса по бортам лодки и хвостовая тележка.
Силовая установка включала два двигателя BMW VI с толкающими двухлопастными винтами. В мотогондолах, крепившихся на стойках, находились баки, вмещавшие до 86 кг масла. Крыльевые топливные баки вмещали 1330 кг бензина. На серийных машинах предполагалось довести запас горючего до 1800 кг.
Авиабомбы калибра 82 и 250 кг подвешивались на шести держателях под центропланом. При этом бомбовая нагрузка достигала 1000 кг.
В состав оборудования входили радиостанция «ТСР», фотоаппараты «Потте 1а» и «Цейс», установка для ночных полетов, аэронавигационное и морское оборудование (якоря, канаты и прочее). Вес вооружения без боеприпасов и оборудования – 770 кг.
Первый полет МДР-2 состоялся в январе 1931 года, а в феврале специальная комиссия ВВС приступила к всесторонним испытаниям в Севастополе. До 20 марта летчик НИИ ВВС С.Т. Рыбальчук выполнил 25 полетов, поднимались в воздух и пилоты строевых частей, в том числе начальник ВВС Черноморского флота Лавров.
По их мнению, летные свойства МДР-2 и простота управления оказались лучше, чем у немецкого «Валя».
Полностью провести летные испытания зимой 1931 года не удалось из-за недостаточного водоизмещения боковых поплавков. Тем не менее в представлении председателя РВС СССР о принятии на вооружение МДР-2, кроме уже приведенных недостатков и преимуществ, отмечалось: