Прототип УПе-2 проходил испытания в НИИ ВВС в сентябре 1943 г. Все учебио-тренировочные варианты Пе-2 были построены на заводе Ла 22 в Казани. Самолет поступал в резервные авиационные бригады, на базе которых велась повышенная подготовка молодого пополнения для фронтовых частей. Совершенствование УПе-2 велось параллельно с совершенствованием бомбардировщика Пе- 2. Первые УПе-2 имели выхлопные патрубки коллекторного типа, как на Пе-2205-й производственной серии. УПе-2 поздних выпусков укомплектовались индивидуальными выхлопными патрубками, аналогичными патрубкам двигателей самолета Пе-2 359-й производственной серии.
После окончания войны, вместе с Пе- 2 359-й серии, самолеты УПе-2 поступили на вооружение ВВС Болгарии, Чехословакии и Польши. В Чехословакии самолет получил обозначение СВ-32 (Cvicna Bitevni – учебный бомбардировщик). Польские ВВС получили 11 самолетов УПе-2. На большинстве экспортных УПе- 2 стояли радиополукомпасы РПК-10, эти самолеты можно легко отличить но характерной рамочной радиоантенне в носовой нижней части фюзеляжа.
Экспериментальные варианты Пе-2
В начале 1942 г. специалистами ОКБ Петлякова было разработана убираемое лыжное шасси для самолета Пе-2. Эксперименты с лыжами проводились на Пе-2 11-й производственной серии (заводской номер самолета 221611). Нижние части мотогондол были доработаны так, что в убранном положении лыжи поджимались к мотогондолам. Небольшая лыжа, крепившаяся к хвостовой стойке шасси полностью убиралась в фюзеляж. Остекление носовой части фюзеляжа этой «пешки» больше походило на остекление самолетов 83-й производственной серии, а коки воздушных винтов были вообще типичными именно для самолетов 83-й серии. Верхние поверхности машины были окрашены поверх стандартной окраски в белой цвет, низ – светло-голубой; кок правого воздушного винта черный, левого – белый. Никаких тактических обозначений самолет не имел, только красные звезды.
Испытания проводились в начале 1942 г. в Казани. Результаты были положительными, однако фронтовой опыт говорил о том, что самолеты с обычным колесным шасси могут без особых проблем эксплуатироваться с минимально подготовленных заснеженных аэродромов. Дополнительное лобовое сопротивление и масса лыж негативно отразились на летных характеристиках Пе-2: максимальная скорость упала примерно на 40 км/ч., потолок уменьшился на примерно 500 м.
В начале 1942 г. на Пе-2 1-й производственной серии проходила испытания турель ВУБ-2 с одним 12,7-мм пулеметом Березина УБТ. В отличие от ВУБ-1, турель ВУБ-2 не являлась полностью закрытой, а значит была менее комфортабельной для штурмана.
Турель поставили на самолет, переоборудованный под использование лыжного шасси. Верхние и боковые поверхности этой «пешки» были камуфлированы черными и оливково-зелеными пятнами, ииз – светло-голубой. Красные звезды не имели окантовки.
Турель ВУБ-2 признали уступающей турели ВУБ-1, которой уже оснащались бомбардировщики Г1е-2. Экспериментальная турель ВУБ-2 на других самолетах не использовалась.
Пулемет УБТ конструктор М. Березин спроектировал в 1939 г., через год пулемет был запущен в массовое производство. Длина пулемета – 136,5 см, длина ствола – 101 см, масса пулемета – 23,5 кг, скорострельность – 700-800 выстрелов в минуту, начальная скорость пули – 840 м/с.