В окончательном варианте КОР-2 был выполнен в виде цельнометаллической двухреданной летающей лодки с крылом типа парасоль. Крыло состояло из центроплана и двух консолей, причем консоли складывались. В качестве силовой установки был выбран двигатель воздушного охлаждения М-63 мощностью 1100 л.с., однорядный звездообразный, с двухскоростным нагнетателем. Для снижения посадочной скорости самолет имел щитки Шренка. Экипаж состоял из двух человек — пилота и штурмана. Самолет имел двойное управление, расположенное в кабине пилота, причем правая ручка и педали были съемными.
Вооружение состояло из одной неподвижной установки пулемета LLIKAC (7,62 мм) в носовой части лодки и пулемета LUKAC на турели типа МВ-5, расположенной в средней части лодки. Самолет мог нести бомбы весом до 200 кг.
Основным назначением КОР-2 была ближняя морская разведка, корректировка артиллерийского огня корабельной и береговой артиллерии, охрана тяжелых боевых кораблей от подводных лодок противника, противолодочный поиск, а также борьба с небольшими боевыми кораблями и катерами. По требованию военных на первом серийном самолете необходимо было установить неубирающееся колесное шасси и в таком варианте провести его испытания на сухопутном аэродроме. Затем после изготовления заводом им. Кирова катапульты с тележкой произвести испытание гидросамолета на катапультирование.
Осенью 1940 г. первый прототип КОР-2 был предъявлен на заводские испытания. 2 октября на акватории гидробазы завода № 931 начались первые рулежки и пробежки. 21 октября летчик-испытатель Н.П. Котяков совершил первый полет на КОР-2, продолжавшийся 11 минут. 28 ноября самолет облетал летчик-испытатель И.М. Сухомлин, а уже на следующий день он проводил рулежки и пробежки КОР-2 дублера. 30 ноября второй прототип поднялся в воздух, а 8 декабря обе машины перелетели в Севастополь, где заводские испытания продолжились. По их окончании
21 января 1941 г. выводы сделаны были самые благоприятные. Отмечалась безотказная работа двигателя и его систем (топливной, масляной, охлаждения, управления).
Не менее высоко были оценены летно-пилотажные характеристики самолета. Н.П. Котяков отмечал, что: «самолет в воздухе на всех режимах полета устойчив, все элементы пилотирования самолета не сложны и могут быть быстро и легко освоены летчиком средней квалификации. Переходным самолетом может быть самолет МБР-2. Летчик, хорошо летающий на самолете МБР-2, может легко овладеть самолетом КОР-2».
Его поддерживал И.М. Сухомлин: «Все элементы в пилотировании самолета не сложны и могут быть легко усвоены летчиками средней квалификации. Летчики строевых частей морской авиации, овладевшие МБР-2, смогут легко овладеть самолетом КОР-2 при минимальной вывозке». Но одновременно он указывал, что «посадка без щитков сложна и требует повышенного внимания летчика».
В период со 2 по 18 февраля 1941 г. оба КОР-2 прошли государственные испытания в Севастополе на базе ЛИИ ВВС ВМФ. Их проводили летчики ЛИИ С.Б. Рейдель и П.Я. Яковлев.
Проведенные мореходные испытания показали, что летающая лодка КОР-2 при нормальном полетном весе 2750 кг без применения щитков может взлетать со скоростью 145 км/час и для этого требуется 250–300 м разбега. Мореходность самолета соответствовала требованиям и находилась в пределах высоты волны 0,5–0,6 метра.
При посадке на два редана без применения щитков гидросамолет выпрыгивал из воды на высоту 1–1,5 метра, но управляемость при этом не терял. При выпущенных щитках посадка происходила нормально, машина не «барсила». Однако механическая система управления щитками работала не надежно. Щитки часто заклинивало в положении полного выпуска, что не давало возможности уйти на второй круг. Поэтому механическую систему управления заменили на гидравлическую.
Кроме этого, Рейдель с Яковлевым отметили наличие у КОР-2 крутой глиссады планирования, которая ими оценивалась как недостаток. Они не без основания полагали, что при выполнении полетов в штилевую погоду, и особенно ночью, посадка на самолете будет затруднена.
Военные летчики-испытатели сделали заключение, что определенный согласно проекту максимальный полетный вес летающей лодки явно занижен. Они рекомендовали его увеличить еще на 200–250 кг. Для использования КОР-2 в качестве базового ближнего морского разведчика-бомбардировщика было предложено увеличить емкость топливных баков, а бомбовую нагрузку увеличить с 200 до 400 кг. В целом же признавалось, что КОР-2 соответствует требованиям ВМФ, испытания выдержал и может быть рекомендован к принятию на вооружение.