83年前，即1941年12月15日，圖-2轟炸機的第一架量產型“103VS”首次試飛。
第334紅旗轟炸機師的圖-2機組和地勤人員，1944年夏，這支部隊是蘇聯唯一使用該型轟炸機作戰的單位。
“103VS”只是該機的臨時編號，“VS”是“軍用系列”的首字母縮寫。大多數航空歷史學家認為，這種“監獄設計局”研製的飛機是第二次世界大戰期間蘇聯最好的前線轟炸機，同時，它也是當時世界上最好的轟炸機之一。
1942年春，鄂木斯克飛機制造廠內的“103VS”原型機。
次年（1942年），新建立的鄂木斯克第166飛機制造廠僅生產了79架圖-2轟炸機。1942年10月，蘇聯國防委員會發布了一個明顯錯誤的命令，暫停生產圖-2轟炸機，命令第166廠轉產雅克-9戰鬥機。值得注意的是雅克戰鬥機的技術在很多方面與該廠正在製造的圖-2轟炸機的生產技術有著根本的不同。
從上至下：帶有“莫斯科”字樣的圖-2轟炸機，是莫斯科市民捐資建造的，1945年裝備第8轟炸機團；太平洋艦隊航空兵的圖-2，參加了1945年對日作戰；1950年保加利亞空軍裝備的圖-2。
直到1943年底，莫斯科第23飛機制造廠才開始生產圖-2轟炸機，截至當年底只生產了16架，次年又生產了378架。1944年夏，蘇聯空軍三個團裝備了圖-2轟炸機，並於7月在巴格拉季昂行動中首次參加戰鬥。
第166鄂木斯克飛機制造廠內的圖-2轟炸機。
與此同時，不太成功的佩-2轟炸機正在大批次生產。這種轟炸機的缺點就是控制裝置複雜、事故率高。並且對於一架多座雙發轟炸機而言，它的載彈量太少。
圖-2結構圖，掛載1噸重磅炸彈。
如果說圖-2可以輕鬆掛載2噸炸彈升空，那麼佩-2的最大戰鬥載荷只有1噸。並且佩-2掛載1噸炸彈之後的操縱難度較大，只有最富經驗的飛行員才能駕駛，絕大多數飛行員的載彈量都不超過500～700千克。另外，圖-2可以掛載1噸的重磅炸彈，而佩-2則不能。佩-2航程不超過1200千米，圖-2航程為2000千米。圖-2自衛火力更加強大，配備兩門機炮和三挺大口徑機槍，而佩-2配備三挺機槍，其中只有一挺是大口徑。
戰後配備四葉螺旋槳的圖-2轟炸機。
總體而言，圖-2的戰鬥力和生存力至少是佩-2的兩倍。儘管如此，佩-2產量巨大，而圖-2的產量卻很少。佩-2在1942年生產了2392架，1943年生產了2428架，1944年生產了2944架，而在同樣的三年裡，圖-2只生產了472架，其中一半以上是在1944年下半年生產的。對於這樣的迷之操作，很難給出一個合理的解釋。
