"Сталь-2" - первый серийный самолёт с цельностальной сварной конструкцией. Специально для запуска самолёта в серию был построен машиностроительный завод № 81 в Тушино. Первый испытательный полёт самолёт (прототип с двигателем Wright J-6-7) совершил 11 октября 1931 года под управлением лётчика-испытателя Эдуарда Ивановича Шварца. 16 ноября 1934 года СССР впервые принял участие в международном Парижском авиасалоне, показав среди прочих летательных аппаратов (Р-5, АИР-9) самолёт "Сталь-2".
Одновременно с доводкой "Сталь-2" для серийного производства конструкторы Отдела опытного самолетостроения (ООС) начали проектирование нового самолета такой же схемы. Он проектировался под более мощный двигатель М-22 мощностью в 480 л.с. Новый самолет, получивший обозначение "Сталь-3", совершил первый полет в 1933 г.