Los soviéticos, decidieron tomar el mismo camino en su desarrollo que habían tomado previamente los alemanes con el "Ju 88" y los británicos con el "Mosquito", algunas fuentes, apuntan a que los trabajos en el prototipo de gran altitud VI-100, del cual se desarrollan tanto el "Pe-2" como el "Pe-3", fueron desarrollados por el ingeniero Vladimir Petliakov a partir de mediados del año 1938