1937年11月苏联空军援华志愿队开始抵达中国。12月1日，23架I-16和20架SB飞抵南京。2日，9架SB轰炸了上海被日军占领的机场和黄浦江内的日军舰艇。从此，SB作为苏联空军志愿队和中国空军在战争初期的主要轰炸机，参加了几乎每一次对日军的轰炸。
SB系列轰炸机还参加1938年7、8月的苏、日哈桑湖之战和1939年5月-8月的哈勒欣河之战，以及1939年底至1940年初的苏芬战争。
卫国战争初期，苏联空军的编成中旧式飞机占很大比例，SB系列轰炸机参加了抗击德国军队入侵的战斗，但是性能已经明显落后，随战争的消耗逐渐被新型飞机取代。
在长达5年的生产中SB系列一共生产了6600余架，并按下列顺序有以下型号：
ANT-40-1/ANT-40-2RTs;ANT-40-2/ANT-40-2Is 两种原型机。Is即Hispano-Suiza的俄语拼法的缩写。1934年底开始批量生产。
SB-2M-100 1936年生产型，发动机Hispano-Suiza 12Y，装2叶固定桨距螺旋桨。
SB-2M-100A 1936年对发动机进行改进，又将2叶螺旋桨改为3叶可调桨距螺旋桨(VIsh-2)，起飞滑跑距离缩短了150M，升限提高1160M。
SB-2M-103 1937年换装更强有力的发动机M-103(960hp)，机翼下增加了可外挂2*500KG炸弹的外挂点，最大载弹量提高到1600KG，航速提高到423KM/H。同年由M.Y.Aleseev驾驶，创造了载重1000KG达到12240.5M高度的记录。
SB-Bis2 SB-2M-103型的发展型，1938年5月试飞，随即为Sb-Bis3取代。
SB-Bis3/SB-2M-103(1939)/SB-3 SB系列的最后改进型，发动机散热器改在发动机下方，发动机短舱迎风面积减小，航速进一步提高。
在生产期中，还在SB的基础上发展了若干飞机：
T1 ANT-41鱼雷机
DI-8/ANT-46 重型战斗机
MMN 轰炸机
SB-RK/Ar-2/SB-B俯冲轰炸机
