На самолетах 273-й серии наконец-то начали модернизацию вооружения. Старую турель Тур-9 заменили на экранированную турель МВ-3, обеспечивавшую эффективную оборону на больших скоростях полета. Эти турели-башни в конце войны с Финляндией монтировали непосредственно в полках и успели оценить выгоды от такой замены. На заводе же их внедрили только летом 1940 г. Правда, контрольные испытания вооружения, проводившиеся в начале августа, показали, что на больших высотах МВ-3 перестает вращаться. Оказалось, что при сильном охлаждении алюминиевое кольцо зажимает ролики.
На этой же серии переместили радиостанцию РСБ и опять предусмотрели монтаж радиополукомпаса. Но сами РПК-2 не ставили в связи с отсутствием на заводе. Перевооружение СБ завершили на 281-й серии, внедрив новую нижнюю установку МВ-2. Она, в отличие от старой, постоянно находилась под самолетом и прикрывалась прозрачным козырьком.
Опыт боевых действий против Финляндии, в течение которых СБ летали то на колесах, то на лыжах и опять на колесах, привели к решению отказаться от лыжного шасси для бомбардировщиков и круглый год эксплуатировать технику на колесах. С 275-й серии к самолетам перестали придавать лыжи и подгонять зимние обтекатели для мотогондол.
Всю 277-ю серию оснастили радиополукомпасами РПК-2. Позднее их также получили все четные машины 289-й серии.
С бомбардировщика № 19/294 изменилась окраска СБ. Ранее самолеты со всех сторон покрывали светло-серой эмалью. Теперь верхние поверхности стали красить в зеленый цвет, нижние – в светло-голубой.
Машины выпуска 1940 г. могли нести на наружной подвеске приборы ЗАП-500. Из них можно было распылять горящий фосфор (система «Огненный дождь»). Они представляли собой доработанные ВАП-5М с присоединенным к ним устройством, воспламенявшим фосфор.
В 1939 г. планировали в следующем году поставить в турели МВ-3 пулемет УШ (Ультра-ШКАС) с боезапасом 1300 патронов. Но уже в январе 1940 г. от освоения производства этого недоведенного пулемета отказались. Так СБ до самого конца своей «жизни» остался с комплектом из четырех ШКАСов.
Осенью 1940 г. завод № 22 начал осваивать производство СБ-РК, впоследствии переименованного в Ар-2. Но параллельно с ними в Филях продолжали собирать обычные СБ с двигателями М-103А, а с октября и с новыми моторами М-105.
М-105 имел двухскоростной нагнетатель, как М-104, усиленный коленчатый вал с противовесами, ужесточенный картер, трехклапанные головки и новый карбюратор. Увеличение степени сжатия и форсирование по оборотам подняли взлетную мощность до 1100 л.с., а номинальную (на первой скорости нагнетателя) – до 1070 л.с.
Согласно одному из постановлений Комитета Обороны, первые 50 бомбардировщиков с М-105 завод № 22 должен был выпустить в конце 1939 г. Предполагалось, что максимальная скорость у них достигнет 470 км/ч. С 1 января 1940 г. предприятие должно было полностью перейти на сборку таких машин. Но М-105 доводился очень долго. Раз за разом его выставляли для государственных испытаний на стенде, но двигатели неуклонно выходили из строя.
Поэтому наркомату обороны пришлось согласиться на продолжение выпуска СБ с моторами М-103. Заказали 150 таких машин. На самом деле их собрали гораздо больше. Только за 1-й квартал завод № 22 сдал 481 бомбардировщик, все со старыми моторами. Правда, в это число вошли 140 самолетов, недоданных предприятием по плану прошлого года.
Первый самолет с М-105 собрали в Филях 11 декабря 1939 г. Моторы взяли из опытной серии. После проведения заводских испытаний машину передали на государственные. Самолет № 1/227 поступил в НИИ ВВС в марте 1940 г., почти на год позже планового срока. 22 марта там он совершил первый полет. В основной экипаж входили пилот Хрипков и штурман Акопян, но в облете участвовали еще восемь летчиков. Самолет отличался от своих серийных «собратьев» не только моторами, но и винтами ВИШ-22Е диаметром 3,0 м, а также потайной клепкой верхней поверхности крыла. Пустой вес бомбардировщика вырос на 220 кг, из которых 180 кг дали моторы и 16 кг винты. Установка более тяжелых двигателей и пропеллеров сделала центровку самолета более передней, что ухудшило устойчивость и усложнило посадку. Испытатели писали, что «при полностью открытых щитках плавно добранный «на себя» штурвал не обеспечивает 3-х точечной посадки».
Несмотря на лыжное шасси, самолет достиг на высоте 4000 м скорости 445 км/ч. Но двигатели работали ненадежно, сильно дымили. Приемистость была неудовлетворительной, при энергичной даче газа моторы тряслись. Обнаружили трещины в верхней части блоков, часто выходили из строя маслопомпы. Из-за дефектов мотоустановки испытания прекратили.