Можно без преувеличения сказать, что СБ был выдающимся для своего времени самолетом, оказавшим существенное влияние на развитие боевой авиации. Он стал родоначальником целого класса бомбардировщиков, отличавшихся высокой скоростью полета и действовавших во фронтовой зоне в тесном взаимодействии с наземными войсками и военно-морским флотом. Самолеты этого класса стали основной ударной силой будущей фронтовой бомбардировочной авиации.

Проектирование СБ началось в 1933 г., когда перед КБ А.Н.Туполева была поставлена задача разработать бомбардировщик с максимальной скоростью полета 330 км/час. А.Н Туполев, основываясь на технических возможностях самолетостроения того времени и учитывая перспективы развития авиации, считал, что бомбардировщик может и должен иметь скорость не менее 400 км/час. Поэтому в бригаде А.А.Архангельского, где велось проектирование нового бомбардировщика, работы велись параллельно сразу по двум вариантам самолета, получившего заводское обозначение АНТ-40. Первый, который должен был отвечать требованиям ВВС, оснащался двумя лицензионными моторами воздушного охлаждения Райт "Циклон" Ф-З. Второй вариант разрабатывался под более мощные французские моторы жидкостного охлаждения Испано - Сюиза 12У. которые планировалось выпускать по лицензии под обозначением М-100.

Создавая новый самолет, основное внимание конструкторы уделили совершенству его аэродинамической компоновки, как одному из главнейших средств достижения высокой скорости. Требованиям аэродинамики были подчинены многие конструктивные и технологические решения. В частности, впервые на самолете такого класса была использована гладкая металлическая обшивка вместо более жесткой гофрированной, применены новые тогда высокопрочные материалы, использована клепка впотай, поставлено убирающееся шасси, а кабины экипажа сделаны закрытыми. Выбору аэродинамической схемы СБ предшествовали многочисленные экспериментальные исследования в аэродинамических трубах. Специально для этого самолета в ЦАГИ был разработан новый двояковыпуклый профиль крыла. Таким образом СБ воплощал в себе самый передовой опыт и достижения в области аэродинамики, авиационных материалов и технологии. Результаты оказались блестящими.

Если первый экземпляр АНТ-40 в ходе летных испытаний, начатых в октябре 1934 г., показал скорость 325 км/час, то второй самолет, испытывавшийся с декабря 1934 г., развил максимальную скорость 430 км/час.т.е. почти такую же, как И-16, являвшийся тогда самым скоростным в мире серийным истребителем! Летные качества второго опытного самолета, получившего войсковое обозначение СБ - скоростной бомбардировщик, были признаны выдающимися. После всесторонних испытаний он был принят ксерий ному производству, которое началось в 1936 г.

Бомбардировщики СБ принимали активное участие в боевых действиях в Испании (с осени 1936 г.) и Китае ( с осени 1937 г.). До появления у противника новых скоростных истребителей-монопланов СБ действовали без истребительного прикрытия, поскольку их скорость была намного больше, чем у самолетов врага. Впервые в истории авиации самолет-бомбардировщик по скорости превзошел истребители.

В процессе серийного выпуска СБ неоднократно улучшался и модифицировался. На него ставили все более мощные моторы: вначале М-100А (в 1936 г.), а затем М-103 (в 1937 г.) и, наконец. М-105 (в 1940 г.). К 1938 г. бомбовая нагрузка была доведена с 600 до 1600 кг. С 1939 г. выпускались самолеты с улучшенным капотированием моторов, когда вместо лобовых поставили тоннельные радиаторы. Все проведенные усовершенствования способствовали постоянному наращиванию боевых возможностей бомбардировщика.

Серийное производство СБ продолжалось до 1941 г. включительно. Всего построили 6831 самолет этого типа. СБ принимали активное участие в боевых действиях Великой Отечественной войны, на первом этапе которой они являлись основной силой отечественной фронтовой бомбардировочной авиации.

Основные силы сухопутной авиации Черноморского флота в июне 1941 г. состояли из 62-й истребительной и 63-й бомбардировочной авиабригад. В 63-ю авиабригаду входили 40-й скоростной бомбардировочный авиаполк (сбап), 2-й минно-торпедный авиаполк (мтап) и две отдельные эскадрильи. Всего насчитывалось 61 ДБ-3 и 75 СБ — последние в основном в составе 40-го сбап.

Основные силы 63-й авиабригады были рассредоточены на аэродромах Крыма, а 78-я отдельная авиаэскадрилья на самолетах СБ базировалась в районе Одессы.

22 июня 1941 г. бомбардировщики 63-й авиабригады получили приказ нанести удар по военно-морским базам Румынии, вступившей в войну на стороне Германии. Около 7 часов утра 23 июня был совершен первый массированный налет на румынский порт Констанцу, в котором участвовали 33 ДБ-3 и 27 СБ 63-й авиабригады. В целом операция была хорошо подготовлена и оказалась внезапной для противника. Самолеты заходили на цель с высоты 5000 — 7000 м, бомбометание выполнялось на планировании с высоты 3500 — 5000 м с выходом под кромку облачности. С задания не вернулся 1 СБ.

Второй удар по Констанце, нанесенный днем 24 июня, не был подготовлен и фактически явился повторением предыдущей операции. Над целью бомбардировщики были встречены истребителями и понесли ощутимые потери.

25 июня 7 СБ 40-го сбап изменили тактику и прилетели в Констанцу в 6.40 утра. Тем не менее на подходе к цели бомбардировщики были встречены группой истребителей Bf 109. Из боя не вернулись 3 СБ, воздушные стрелки 4 других экипажей заявили о двух сбитых истребителях.

26 и 29 июня 7 СБ бомбили румынские суда в районе Тульча и заявили о потоплении монитора. О своих потерях не сообщалось, однако судя по всему они имелись, ибо 4 июля 1941 г. последовал запрет на использование бомбардировщиков крупными группами в дневное время и без прикрытия истребителей.

В июле использование бомбардировочной авиации Черноморского флота являлось не столь активным, ночные вылеты чаще совершались мелкими группами. В августе обстановка на южном участке фронта значительно ухудшилась: румынская группировка замкнула кольцо вокруг Одессы, немецкая 11-я армия неудержимо продвигалась по югу Украины. Возобновившиеся с крымских аэродромов дневные вылеты 63-й бригады вновь омрачились тяжелыми потерями.

12 августа было потеряно 12 СБ, вылетевших под прикрытием И-153 для прикрытия наземных войск.

9 сентября 1941 г. Маршал Советского Союза Кулик изъял из подчинения командования Черноморского Флота всю бомбардировочную авиацию и оперативно подчинил ее командиру 9-го стрелкового корпуса генерал-лейтенанту Батову. В связи с обострившейся обстановкой на подступах к Крыму экипажам СБ, ДБ-3, Пе-2 было приказано делать по 5 дневных вылетов. Основной целью при бомбардировках являлись немецкие войска, стремящиеся через Перекопский перешеек войти в Крым. К сожалению, такое подчинение сухопутному командованию оказалось поистине трагическим: без должной согласованности и взаимопонимания боевые приказы отдавались весьма неопределенно, прикрытие истребителями обеспечивалось не всегда.

25 сентября 1941 г. 4 СБ под прикрытием 4 И-16 вылетели для бомбардировки немецких войск в районе Перекопа. Над целью СБ были атакованы немецкими истребителями. Не смотря на прикрытие истребителей, все 4 бомбардировщика были сбиты и упали горящими на своей территории.

В ноябре 1941 г., когда аэродромы Крыма были потеряны, оставшиеся бомбардировщики 63-й авиабригады перелетели на Кавказ. В этот период в районе Севастополя с небольших площадок продолжала действовать группа разнотипных одномоторных самолетов.

В 1942 г. СБ из состава ВВС Черноморского флота применялись преимущественно одиночно в ночное время. Известно, что по состоянию на 22 июля 1942 г. в составе 40-го сбап 63-й авиабригады насчитывалось 7 СБ (из них 2 неисправных) и 1 УСБ.

По состоянию на 22 декабря 1942 г. здесь насчитывалось 3 СБ (из них 1 неисправный) и 1 УСБ. В 1943 г. несколько СБ использовались в авиации Черноморского флота для вспомогательных целей.