Несмотря на отказ от 2Б-P2, уже в конце 1926 г. к теме тяжелого бомбовоза смешанной конструкции пришлось вернуться. Причем вопрос был поставлен столь остро и внезапно, что даже рассматривалась возможность запуска в производство французского Карман "Голиаф". Была создана комиссия от всех заинтересованных сторон. 2 декабря 1926 г. на заседании технической секции НК ВВС постоянный член Научного комитета П. М. Крейсон доложил о результатах работы комиссии - комиссия склонялась к "Голиафу". Эти бомбовозы эксплуатировались в нашей стране второй год и во многом удовлетворяли основные требования ВВС. Николай Поликарпов возражал, что освоение такого самолета в производстве займет 14 - 16 месяцев. И едва ли большее время могло потребоваться для проектирования и постройки нового аппарата. Доводы были приняты, от копирования "Голиафа" решили воздержаться. Поликарпову поручили создать бомбовоз по типу французского с двумя двигателями Лоррен-Дитрих мощностью по 450 л. с.

Самолет, получивший обозначение Л2-2ЛД450, рассматривался как деревянный ночной бомбовоз, причем считалось, что основной целью его постройки является подстраховка на случай неудачи с запуском ТБ-1.

В сентябре 1926 г. Опытный отдел ГАЗ М1 приказом Авиатреста был преобразован в Отдел сухопутного самолетостроения (ОСС) ЦКБ. Начальником ОСС стал Н. Н. Поликарпов. Новая организация какое-то время обреталась на территории авиазавода #1, затем перебралась на соседний авиазавод #25 - бывший завод "Моска".

Л2-2ЛД450 был включен в программу опытного строительства на 1927-28 гг. Разрабатывались варианты биплана и полутораплана; окончательно остановились на последнем. Эскизный проект рассматривался 14 сентября 1927 г. на одном из заседаний Авиатреста. Проект был единодушно одобрен, руководство ВВС в отношении самолета уже использовало обозначение ТБ-2. Присутствующий при рассмотрении А.Н.Туполев высказался емко и определенно: "Общую схему самолета признать одной из лучших".

По внешнему облику и компоновке ТБ-2 напоминал двухмоторный вариант армейского разведчика Р-5, эскизный проект которого был утвержден месяцем ранее. Такое же, но в два раза крупнее, крыло деревянной конструкции с полотняной обшивкой. Крыло постоянной ширины по размаху имело элегантные эллипсовидные законцовки. Фюзеляж деревянный, достаточно узкий, с фанерной обшивкой. Экипаж должен был состоять из пяти человек.

В период конструктивной проработки ТБ-2 очередной раз поменялись двигатели - теперь выбор пал на немецкие BMW-VI производство которых по лицензии предполагалось организовать в Советском Союзе. Тогда же было предложено унифицировать шасси ТБ-2 и ТБ-1 для одновременного заказа их за границей. Хотя идея была здравой, осуществить ее на практике не удалось по ряду причин, связанных с разными компоновками, разным выносом стоек шасси и другими конструктивными отличиями.

В феврале 1928 г. был закончен полноразмерный деревянный макет, который до мая рассмотрели несколько комиссий. Результатом их деятельности стали изменения в оборудовании и вооружении. В частности, представители ВВС предложили снизу фюзеляжа сделать редан для размещения дополнительной стрелковой установки. Поликарпов, в свою очередь, предложил установить съемные стрелковые установки за каждым двигателем. Это предложение поддержал и утвердил НТК ВВС.

Хотя ТБ-2 рассчитывался на предельную нагрузку 1500 кг, в окончательном варианте решили довести ее до 2000 кг. С двумя тоннами бомб самолет по грузоподъемности значительно опережал ТБ-1 и приближался к ТБ-З.

Все описанные изменения привели к переделкам и усилению конструкции, после внесения которых, ЦАГИ провел продувки и статиспытания отдельных элементов.

Первоначально предполагалось построить и испытать ТБ-2 до конца 1928 г. и запустить машину в производство на таганрогском авиазаводе #31. Однако печально известное заявление И.В. Сталина об усилении классовой борьбы и последовавшие затем аресты работников промышленности затормозили многие начинания, в том числе и работы по ТБ-2. Срок его вылета отодвинулся сначала на осень 1929 г., затем передвигался еще и еще... На аэродром ТБ-2 вывезли только летом 1930г. Хотя самолет полностью соответствовал предъявленным требованиям, его полеты не получили должного освещения. 0 машине практически забыли - считалось, что уже в следующем году в производство пойдут ТБ-3, а самолеты, подобные ТБ-2, быстро устареют.

Модификация	ТБ-2
Размах крыла, м	27.00
Длина, м	18.20
Высота, м
Площадь крыла, м2	127.70
Масса, кг
пустого самолета	4220
нормальная взлетная	6770
Тип двигателя	2 ПД BMW-VI
Мощность, л.с.	2 х 680
Максимальная скорость , км/ч	216
Крейсерская скорость , км/ч	182
Практическая дальность, км	1200
Максимальная скороподъемность, м/мин	313
Практический потолок, м	6800
Экипаж	5
Вооружение:	Бомбовая нагрузка до 2000 кг