На заводе, строившем серийно самолёт-разведчик Р-5, инициативная группа, руководимая инженерами Д. С. Марковым и А. А. Скарбовым, предложила на его основе разработать более скоростной разведчик с минимальными изменениями в схеме, конструкции и технологии уже налаженного серийного производства. Предложение было принято.

В 1935 году модернизированный вариант Р-5 был построен и получил название P-Z (Р-зет). Площадь крыльев нового самолёта 42,52 м2 (на 8 м2 меньше, чем у Р-5), взлётный вес — 3150 кг. Улучшая общую аэродинамику, конструкторы кабину закрыли фонарем, а турель лётнаба экранировали. Благодаря этим и некоторым другим небольшим изменениям, а главное, оснащению его более мощным двигателем (АМ-34Н в 750/820 л.с.) новый разведчик показал скорость у земли 276 км/час, на высоте 3500 м — 316 км /час, его потолок — 8700 м, дальность полёта — 1000 км.

Самолёт P-Z строился крупными сериями. В 1936— 1937 гг. было выпущено 1100 машин этого типа, в том числе 200 — в почтово-транспортном варианте (П-Z) для нужд Гражданского воздушного флота.

На несколько облегченном и более тщательно отделанном самолёте P-Z, с обтекателями на колесах и с зализами нижнего крыла лётчик В. В. Шевченко в мае 1937 года достиг рекордной высоты для самолётов такого класса — 11 100 м.

Самолёт P-Z — последний серийный советский разведчик бипланной схемы.