После подведения итогов испытаний ЦКБ-57. оказалось, что самолет по прежнему не полностью отвечал требованиям ВВС. После этого приступили к модификациям связанным с тем что ЦКБ-55 № 2 должен был стать эталонным образном для серийного производства и введению на нем всех требуемых доработок. Проведенные изменения состояли в использовании всех тех нововведении, которые оправдали себя на ЦКБ-57, а кроме того было: поднято сидение пилота на 50 мм, двигатель опущен вниз на 175 мм, установлена 12 мм бронеплита за кабиной пилота, установлены две пушки ПТБ-23 конструкции Я.Г.Таубина калибра 23 мм (с боезапасом по 150 снарядов на ствол), направляющие для 8 ракет РС-82, изменена конструкция задней части кабины и задней части фюзеляжа (на металлическую вместо деревянной). Этот самолет получил дополнительный топливный бак за кабиной пилота, однако пока еще меньших размеров, что повлекло за собой уменьшение запаса топлива с 500 кг (+40 кг масла) до 470 кг (+35 кг масла), и соответственно уменьшило дальность примерно на 200 км. Такой большой скачек характеристик самолета был достигнут благодаря установке нового, до предела форсированною мотора АМ-38. который имел мощность 1665 кВт. В результате проведенной модернизации и установке всего бронирования (ЦКБ-57 вероятно не имел всего бронирования) самолет потяжелел на 322 кг и его стартовая масса достигла 5310 кг (при массе пустого 3990 кг). Подготовленный таким образом самолет получил новое обозначение — ЦКБ-55П (П-пушечный).
По окончании заводских испытаний ЦКБ-5511 был направлена на государственные испытания, которые продолжались с 28 февраля по 20 марта 1940 г. Мнение испытателей о самолете значительно улучшилось. Лучше стала видимость из кабины пилота, улучшилось поведение машины, возросла сила огня и скорость. Официально было зарегистрировано, что самолет достигает скорости 450 км/час на высоте 2460 м и 433 км/час над землей. Несомненно это были неплохие результаты, но достигнуты они были за счет уменьшения высотности, а самолет и так был вялым, что в сочетании с его слабой маневренностью, делало невозможным эффективное уклонение от огня зенитной артиллерии, кроме того. хотя самолет и показал лучшие характеристики и к тому же возросли его летные качества, но одновременно сильнее проявились недостатки связанные с его новым оборудованием.
Например, во время государственных испытаний с новой остротой встали проблемы связанные с вооружением (23 мм пушка имела очень сильную отдачу и задержки при стрельбе), в результате чего было потребовано заменить их на стандартные авиационные пушки того периода — ШВАК калибра 20 мм (увеличив боезапас до 420 снарядов) — такое вооружение должно было стать переходным, до момента начала производства новых пушек калибра 23 мм. конструкции Волкова-Ярцева ВЯ-23. Оказалось так же, что в результате повышенных характеристик двигателя Микулина, возросла его аварийность. Проблему решили снизив максимальную мощность до 1600 кВт. Однако результатом этого стало ощутимое понижение характеристик «Штурмовика».