В начале 1930-х годов ведущие авиадержавы мира начали постройку принципиально нового типа боевых самолетов – бомбардировщиков-монопланов, обладавших за счет мощных двигателей высокой скоростью полета (большей, чем у некоторых истребителей). Первой ласточкой стал американский «Martin 139», разгонявшийся до 340 километров в час. В СССР первым приближением к этому классу самолетов был двухмоторный дальний истребитель МИ-3 А.А. Архангельского – он же первый советский самолет с убирающимся шасси (1933). Техническое задание на этот самолет описывало его как «воздушный крейсер», способный проникать в глубь территории противника на большое расстояние, вести разведку и бомбардировку. Однако МИ-3 получился не вполне удачным. Следующим шагом по развитию его схемы стал АНТ-40, также спроектированный бригадой соратника А.Н. Туполева Александра Александровича Архангельского.
А.А. Архангельский родился 29 декабря 1892 года в Казани в дворянской семье. С 1918 года работал в ЦАГИ, с 1926-го был заместителем Туполева. Он участвовал в создании всех ключевых туполевских моделей – АНТ-2, ТБ-1, ТБ-3, АНТ-9, АНТ-20. С 1932 года Архангельский возглавил отдельную бригаду скоростных самолетов, в которой и проектировались МИ-3 и АНТ-40.
Изначально было запланировано два варианта самолета – с парой 730-сильных двигателей «Wright Cyclone F3» и с парой 780-сильных «Hispano-Suiza 12». Работали очень быстро: в марте 1934 года утвердили эскизный проект, а с апреля – мая уже строили два опытных экземпляра, одновременно с которым готовили чертежи. Машины различались не только двигателями, но и площадью и размахом крыла, оперением, объемом бензобаков. И 7 октября 1934 года летчик К.К. Попов уже поднял первую машину в воздух. Это был АНТ-40 2РЦ (т. е. с двумя двигателями «Райт-Циклон»). Полет же АНТ-40 2ИС (т. е. с двумя двигателями «Испано-Сюиза») под управлением Н.С. Журова состоялся 30 декабря 1934-го. Сравнение двух самолетов показало, что вариант с «Испано-Сюизами» развивает намного более высокую скорость – 430 километров в час против 325. То есть бомбардировщик летал так же быстро, как самый скоростной в мире истребитель И-16!.. Так в конце 1934 года был успешно создан принципиально новый тип отечественных боевых самолетов, превосходивших по своим качествам все зарубежные аналоги.
Так как ничего подобного АНТ-40 раньше не строили, доводка и испытания самолета заняли немало времени. Долго устраняли флаттер, едва не погубивший опытный экземпляр. Боролись с перегревом двигателей, слабостью моторной рамы, недостаточной устойчивостью. Небольшие, но существенные улучшения вносились в конструкцию самолета на протяжении 1934–1936 годов. Одновременно на рыбинском авиамоторном заводе № 26 готовился к запуску в серию двигатель М-100 – копия «Испано-Сюизы». Первые серийные СБ (такое армейское обозначение получил самолет), появившиеся в феврале 1936-го, отличались от опытных чуть увеличенной площадью крыла; максимальная скорость снизилась при этом до 393 километров в час. Пятикилометровую высоту самолет набирал за 11,7 минуты.
Внешне СБ (АНТ-40) выглядел для середины 1930-х годов весьма современно, особенно наглядно это было заметно, если самолет находился рядом с архаичными по виду ТБ-3. Стремительные, «зализанные» формы создавали ощущение полета, даже когда СБ стоял на земле. Многие технологические особенности на машине были опробованы впервые: гладкая металлическая обшивка, клепка впотай, убирающееся шасси, закрытые кабины летчиков. Длина самолета – 12,5 метра, высота – 3,4 метра, размах крыла – 20,3 метра. Экипаж состоял из трех человек. СБ мог нести 600 килограммов бомб и был вооружен шестью пулеметами ШКАС. Летчики отмечали, что благодаря мощному оборонительному вооружению СБ мог успешно применяться и без сопровождения истребителей, тем более что многих из них он попросту легко обгонял. Самолет имел также выдающиеся высотные характеристики: в ноябре 1936 года летчик М.И. Алексеев установил на СБ мировой рекорд высоты, поднявшись с тонной груза на 12 695 метров.
АНТ-40 стал «отцом» небольшого семейства самолетов, ни один из которых, увы, не стал таким же массовым. Небольшой пассажирский АНТ-35 (ПС-35), рассчитанный на 10 человек, позаимствовал у СБ крылья, оперение, шасси и был построен в количестве 11 экземпляров, которые работали в основном на международных линиях «Аэрофлота». Дальний истребитель ДИ-8 (АНТ-46) был вооружен двумя безоткатными пушками и двумя пулеметами, но развития истребительная версия СБ не получила, так как группе А.А. Архангельского была поручена доводка основного самолета и обеспечение его производства. Торпедоносец Т-1 (АНТ-41) В.М. Мясищева погиб во время полета по причине флаттера.