Конструкторский коллектив, руководимый А. Н. Туполевым, в конце 1937 года передал на испытания новый морской тяжёлый бомбардировщик МТБ-2 (АНТ-44). Крыло этой цельнометаллической четырехмоторной летающей лодки имело небольшой перегиб по типу «чайки», с неубираемыми, но хорошо обтекаемыми подкрыльными поплавками. Обводы корпуса лодки, подобранные с учетом опыта эксплуатации гидросамолётов других типов и результатов специальных испытаний в гидроканале ЦАГИ, оказались весьма удачными. Благодаря этому, а также гармоничному сочетанию площади крыла (144,7 м2) с весом самолёта и общей мощностью силовой группы (вначале 4 двигателя М-85 по 800 л.с., затем М-87 по 950 л.с.) бомбардировщик обладал хорошей «летучестью» и мореходностью.

В ходе испытаний проводились полёты с различной нагрузкой. Они показали, что МТБ-2 обладает большими возможностями. Взлётный вес машины доходил до 21,5 т, при весе пустого 12 т. Максимальная скорость бомбардировщика — 355 км/час, потолок — 6600 м, дальность полёта — 4500 км.

На втором варианте самолёта (АНТ-44-бис) конструкторы поставили поднимаемое колесное шасси. Летающая лодка стала амфибией. На этой машине экипаж лётчика И. Сухомлина в 1940 году установил четыре международных рекорда по классу амфибий: высоты без груза — 7595 м, с контрольным грузом в 1 т —7134 м, с грузом в 2 т — 6284 м и с грузом в 5 т — 5219 м.

Во время Великой Отечественной войны на МТБ-2 наши лётчики перевозили срочные грузы.