ББ-22, в отличие от своего предшественника, претерпел ряд изменений. Прежде всего рабочее место штурмана разместили в одной кабине с летчиком и оснастили шкворневой стрелковой установкой с пулеметом ШКАС, убирающимся в полете под козырек фонаря. В носовой части фюзеляжа разместили неподвижный ШКАС для стрельбы вперед, а в бомбоотсеке – оборудование для внутренней подвески бомб общим весом до 400 кг. Предусмотрели и наружную подфюзеляжную подвеску двух ФАБ-100. В кабине экипажа установили прицелы для стрельбы из носового пулемета и для бомбометания, а также радиостанцию РСР-бис. Установка аэрофотоаппарата не предусматривалась. Таким образом, идея Яковлева о самолете-разведчике без вооружения и реализованная в годы войны в английском «Москито» была похоронена. Видимо, в этом есть и вина конструктора, не сумевшего, а может, не захотевшего доказать жизнеспособность своей идеи.
Были внесены изменения в винтомоторную группу, тем самым несколько улучшив тепловой режим моторов, а также установлены воздушные винты изменяемого шага ВИШ-2К. Переделка самолета из демонстрационного в боевой привела к увеличению веса пустого с 3696 до 3748 кг, при этом взлетный вес достиг 5298 кг.
Первый серийный бомбардировщик построили 31 декабря 1939 года, и 20 февраля 1940-го он преодолел земное притяжение. С момента запуска в серию самолета, получившего впоследствии обозначение Як-2, военное представительство на заводе № 1 настоятельно требовало устранения выявленных на государственных испытаниях недостатков. Но директор завода П. А. Воронин и главный инженер П. В. Дементьев эти требования игнорировали, ссылаясь на указание главного конструктора А. С. Яковлева выпускать самолеты по чертежам завода № 115 без каких-либо изменений. А завод № 1 должен был выпустить в 1939 году 50 машин. Более того, предполагалось организовать производство ББ-22 в Москве, на заводе № 81, с выпуском 300 бомбардировщиков в 1940 году.
В январе 1940-го постановлением Комитета Обороны при СНК СССР № 23 был утвержден заказ на выпуск в том же году 580 ББ-22, и в том же месяце макетная комиссия проверила выполнение требований по установке вооружения и пришла к выводу, что выпуск ББ-22 с предъявленным вооружением заводами № 1 и № 115 в серии свыше десяти машин считать нецелесообразным.
В феврале все десять серийных машин, облетанных летчиком-испытателем завода № 1 А. Н. Екатовым, передали на войсковые испытания, при подготовке к которым в НИИ ВВС выявили большое количество неустраненных известных и новых дефектов. Военное представительство завода № 1 потребовало устранения дефектов, но под давлением Яковлева, к тому времени ставшего заместителем наркома авиационной промышленности, и с согласия руководства НИИ ВВС самолеты в начале февраля 1940 года сдали на войсковые испытания недоделанными и не прошедшими государственных испытаний. Среди них была машина с уменьшенной высотой гаргрота и ставшая эталоном для последующих серий Як-2.
Можно понять главного конструктора, всеми силами продвигавшего свое детище. Но позиция НИИ ВВС непонятна. Какие силы управляли начальником института Филиным, остается лишь догадываться, и эти силы продолжали добиваться принятия на вооружение никому не нужной машины.
В заключении отчета по войсковым испытаниям отмечалось:
15 марта 1940 года войсковые испытания были прерваны ввиду опасности полетов на самолетах из-за вибраций хвостового оперения, ненадежной работы гидросистемы управления шасси, щитками и разрушения болтов крепления двигателей к подмоторной раме. Неудовлетворительный ход войсковых испытаний вынудил сотрудников 1-го управления Главного управления авиационного снабжения Красной Армии (ГУАС КА) написать наркому обороны ходатайство о прекращении серийной постройки ББ-22.
Требования о прекращении выпуска небоеспособных самолетов шли также из военного представительства завода № 1 и НТК ВВС, но их будто никто не слышал, более того, прилагались все усилия, чтобы ББ-22 строился. Начальник Главного управления авиационного снабжения (ГУАС) генерал-лейтенант П. А. Алексеев вместо поддержки сотрудников дал указание о доводке машины. Более того, руководство ГУАС и Наркомата авиационной промышленности распорядилось подготовить 21 самолет для участия в первомайском параде.