Этот самолет был создан путем внесения изменений в одномоторный бомбардировщик ДБ-1 (АНТ-36), который в свою очередь был построен на базе АНТ-25 — этот тот самый самолет, на котором Чкалов совершил знаменитый беспосадочный перелет в США.На ДБ-2 планировалось сделать двухмоторным, но конструкторы ЦАГИ не торопились, планировалось, что новые двигатели «Гном-рон» (М-85) сперва опробуют на самолете Ди-8 (АНТ-46).
Одновременно с этим самолетом, все силы ЦАГИ были брошены на создание бомбардировщика АНТ-40, он же СБ, от которого так же надеялись использовать отдельные конструктивные решения увязки систем и оборудования.
Указанные обстоятельства позволили разработчикам считать, что постройка нового дальнего бомбардировщика, получившего обозначение ДБ-2 (АНТ-37), больших затруднений не вызовет, поэтому спешки в его создании не было. Однако когда конструкторский отдел ЦАГИ с головой окунулся в проектирование ДБ-2, всем участникам событий — от рядового расчетчика до руководителя института, пришлось признать, что всё не так просто.
История появления ДБ-2, коих построили 4 штуки и один стал самолетом-рекордсменом.