В целях ускорения проведения программы летных испытаний был построен второй прототип ВИ-100. В отличие от первой, на второй опытной машине был предусмотрен бомбоотсек. С целью улучшения устойчивости по тангажу и путевой устойчивости самолета, на втором прототипе изменили конструкцию хвостового оперения: вертикальные шайбы стояли в торцах стабилизатора увеличенной площади. Также изменения были внесены в конструкцию основных опор шасси.
Весной 1940 г. первый полет на втором прототипе ВИ-100 выполнили летчик-испытатель А.М. Хрииков и штурман П.И. Перевалов. При взлете кабина заполнилась дымом. Хрипкову в условиях очень сильно ограниченной видимости пришлось сажать самолет на первое подвернувшееся по курсу поле. К сожалению, в поле дети и учителя отрабатывали традиционную для учебных заведений СССР осеннюю трудовую повинность. которая называлась «kartoshka». 18 школьников и учитель погибли. Причину задымления кабины удалось установить: бензин из прохудившегося топливопровода попадал на электроконтакты. на втором прототипе начинался пожар. Государственные испытания первого прототипа ВИ-100 завершились 10 мая 1940 г.. 1 мая самолет был впервые продемонстрирован на публике: П.М. Стефановский пролетел на ВИ-100 нал Красной площадью в ходе традиционного парада в ознаменования Праздника Мира и Труда (ну когда же еще военный парад проводить, как не в день Мира?!).
Испытания ВИ-100 продолжались, однако в судьбу самолета вмещалась политика. 23 августа 1939 г в Москве был подписан советско-германский пакт о ненападении. Советский Союз и Германию на короткий период времени связали узы тесной дружбы. Германию стали посещать многочисленные советские военно-промышленные делегации. Промышленники, военные и разведчики точно установили, что на вооружении люфтваффе нет высотных бомбардировщиков. Для перехвата высотных разведчиков Ju-86R вполне подходил истребитель МиГ-3. В этих условиях ВИ-100 становился просто ненужным. Большое влияние на развитие советских ВВС оказала закупка в Германии весной 1940 г. двух пикирующих бомбардировщиков Ju-88K-1. ВВС РККА давно проявляло интерес к пикирующим бомбардировщикам, так на основе бомбардировщика СБ был сделан пикировщик Ар-2.
25 мая 1940 г. Технический комитет Главного управления авиационной промышленности выпустил техническое задание на разработку пикирующего бомбардировщика, способного на высоте 5000 м развивать скорость 550 км/ч. Реакция промышленности на появление ТЗ оказалась скоростной – макет самолета был готов к 1 сентября 1940 г Поскольку самолет Туполева АНТ-58 находился в «бумажной» стадии предпочтение отдали пикирующему бомбардировщику на базе ВИ-100.