Ещё одна попытка оснастить самолет гусеничным шасси была предпринята в 1947 году под руководством С.А.- Мосгового, талантливого инженера, работавшего в Главсевморпути (в 1946 году по его инициативе десять По-2 были оснащены цельнометаллическими поплавками). Мостовой усовершенствовал шасси Чечубалина, и испытания вновь продемонстрировали его высокую проходимость. Но поуже упоминавшимся причинам гусеничное шасси не нашло применения на По-2 (такая же участь постигла аналогичные посадочные устройства, разрабатывавшиеся в США).
На базе У-2АП был создан У-2СП (спецприменение), известный также под обозначением ПС-3 (пассажирский самолет трехместный). С него был снят бак для химикатов (и система распыления), на месте которого оборудовали третью кабину. Машина использовалась для перевозки пассажиров на короткие расстояния. С 1933 по 1939 год было построено 861 У-2СП. В 1932 году на заводе «Красный летчик» построили два У-2СП, которые отличались наличием общей кабины для двух пассажиров, закрывавшейся сдвигаемым назад фонарем. Один из этих самолетов был передан в распоряжение руководителя ленинградских коммунистов С.М. Кирова.
В 1932 году по предложению военврача А.Ф. Лингарта был спроектирован санитарный С-1 (или СС – санитарный самолет). Машина была создана на базе У-2СП и предназначалась для перевозки одного больного на носилках и сопровождающего его медработника или вместо последнего ещё одного сидячего больного. Носилки устанавливались на четыре кронштейна над хвостовой частью фюзеляжа. Сверху они закрывались гаргротом увеличенной высоты, левая часть которого могла откидываться для погрузки-выгрузки. Носилки фиксировались ремнями. Медработник (или сидячий больной) сидел позади пилота, лицом к носилкам. Самолеты красились серебристым лаком и на них наносились красные кресты. После испытаний С-1М-11 в НИИ ВВС в 1935 году штаб ВВС дал добро на серийное производство машины. К 1937 году выпустили 99 С-1, которые долгие годы служили в «Санавиации» – самостоятельном подразделении советского ГВФ. Самолеты использовались в малонаселенных районах, где отсутствовала нормальная дорожная сеть, и обычно доставляли врачей к пациентам или больных в больницы. В советских ВВС С-1 сформировали основу военной санитарной авиации.
С 1940 года новый усовершенствованный санитарный вариант У-2 – С-2 начал заменять устаревшие С-1. На С-2 установили новый гаргрот, верхняя часть которого шла практически параллельно верхнему лонжерону фюзеляжа на большей части его длины, что позволяло обеспечить больше места для носилок с раненным. Грузоподъемность осталась прежней – 340 кг, но машину оснастили более мощным мотором М- 11 Д. К моменту вступления СССР в войну было построено около 340 самолетов этой модификации. В ходе серийного выпуска в конструкцию С-2 вносились незначительные изменения, основной целью которых было обеспечение большего свободного пространства над носилками.
Следующим санитарным вариантом У- 2 стал С-3, иногда называвшийся в документах СКФ (санитарная кабина Филатова). В ходе «Зимней войны» 1939-1940 годов с Финляндией СССР нес тяжелые потери, что вызвало потребность увеличить вместимость санитарных самолетов. По предложению техника Филатова доработали серийный С-2 с мотором М-11Д, установив сверху фюзеляжа фанерную кабину для двух носилок, располагавшихся бок о бок. Поднимающиеся крышки крепились к продольной перегородке между носилками. Кабина для носилок устанавливалось вплотную к кабине летчика и места для медработника не предусматривалось. С-3/ СКФ строились в полковых мастерских в значительных количествах.