В Советском Союзе параллельно разрабатывались три пути развития этой концепции. Первый из них заключался в том, что в качестве легких пикировщиков пытались использовать состоявшие в то время на вооружении истребители. Запасы прочности позволяли им пикировать с бомбами под углом 60-80° даже без каких-либо устройств аэродинамического торможения. Боевая нагрузка при этом не превышала 200 кг бомб, подвешенных под крыльями. Этот вариант широко использовался во время недолгой "зимней" войны с Финляндией. И-15бис, И-153 и И-16 применяли бомбы по 25, 50 и 100 кг, довольно успешно поражая заводы, железнодорожные узлы и мосты. Прицеливались летчики при этом по обычным стрелковым прицелам. Этот опыт затем был распространен в других военных округах.
Второй путь сводился к приспособлению под пикировщики основных бомбардировщиков'наших ВВС того времени – СБ и ДБ-3. Эти работы начались в 1937-1938 гг.у когда Ju 88 рассматривался еще как чистый "шнельбомбер" – скоростной бомбардировщик. В ходе работ исследовалось поведение самолетов на пикировании, конструировались специальные бомбодержатели, выбрасывающие бомбу из бомбоотсека. Например, для СБ в 1938 г. изготовили держатели ПБ-3 с параллелограмным механизмом, позволявшие сбрасывать бомбы калибром до 500 кг при пикировании под углом до 90°.
Для отработки практических вопросов эксплуатации СБ и ДБ-3 как пикировщиков в ноябре 1939 г. сформировали специальный полк – 85-й особого назначения. Он был укомплектован в основном испытателями из НИИ ВВС. Однако в ходе боевых операций выявилась малопригодность обоих типов самолетов для выполнения специфических функций пикировщика. ДБ-3 страдали от деформирования обшивки и бензобаков, срезания заклепок, раскрутки винтов и многого другого. СБ работал получше, но также не вполне соответствовал предъявляемым требованиям, особенно в отношении прочности крыла. "Применение самолетов СБ и ДБ-3 для бомбардировки с пикирования себя не оправдало. Необходимо создать специальный тип пикирующего бомбардировщика", – писал в своем отчете командир 85-го полка комбриг Б.В. Стерлигов. Тем не менее СБ продолжали приспосабливать под бомбометание с пикирования, хотя и ввели целый ряд эксплуатационных ограничений.
В июне 1940 г. вышло правительственное постановление, требовавшее переоборудовать подобным образом 150 СБ в строевых частях. В округах проводились сборы, на которых летчиков обучали технике и тактике ударов с пикирования. Целый ряд скоростных бомбардировочных авиаполков преобразовали в полки пикирующих бомбардировщиков. Но поскольку СБ не были рассчитаны на столь большие нагрузки, для их полноценного использования требовалось значительное усиление крыла. С учетом этого в начале 1941 г. начальник ВВС РККА сделал вывод, что "СБ как пикирующий бомбардировщик своему назначению не соответствует" и прекратил дальнейшие работы в этом направлении. Но все-таки СБ в варианте пикировщиков приняли участие в боевых операциях в первые месяцы Великой Отечественной войны.
Эскадрильи пикирующих бомбардировщиков создавались и в дальнебомбардировочных полках, вооруженных самолетами ДБ-ЗБ. В морской авиации на Тихом океане они просуществовали до 1943 г.
Третий путь вел к созданию специализированного самолета – пикирующего бомбардировщика. Первым "настоящим" подобным самолетом, поступившим на вооружение советской авиации, стал Ар-2 (СБ-РК), созданный А.А. Архангельским на базе того же заслуженного СБ. Он появился чуть раньше "сотки" и в 1940 г. уже серийно строился на заводе № 22. Поскольку в этом самолете использовалось очень много узлов СБ, то очень скоро он был внедрен и в производство, и в эксплуатацию. Однако в силу этой же причины его конструкция изначально страдала рядом трудно устранимых дефектов (включая недостаточную прочность несколько измененного по сравнению с СБ крыла). Перспективы дальнейшего развития Ар-2 практически отсутствовали. Он мог рассматриваться лишь как временная, переходная машина.
Целый ряд проектов производства подобных двухмоторных самолетов в 1938-1940 гг. подготовил Н.Н. Поликарпов, использовавший опыт, полученный в работе над ВИТ-1 и ВИТ-2. Это БСБ с моторами М-88, ПБ-1 – с М-71, СБП (иногда именовавшийся СПБ) – с М-71 и "Е" – с АМ-37. В металле изготовили лишь СБП с моторами М-105.
О неопределенности взглядов на концепцию среднего бомбардировщика, царившей в начале 1939 г., говорит тот факт, что специальные тактико-технические требования ВВС по самолетам данного типа в то время отсутствовали. Заседание макетной комиссии по СБП состоялось только 26 октября 1939 г. Председательствовал на нем начальник ВВС Я.В. Смушкевич. Работа по проектированию самолета СБП была развернута еще в августе того же года в специально созданном при заводе № 22 опытно-конструкторском отделе "Д" под руководством Н.А. Жемчужина. Для создания СБП была разработана иная, чем для ВИТ, более передовая технология, предполагавшая использование плазово-шаблонного метода.