В 30-е годы в СССР активно велись работы над морскими дальними разведчиками с большим радиусов действия, что позволяло нарастить необходимые силы для отражения удара обнаруженных кораблей противника или для их уничтожения. Кроме того, морские дальние разведчики должны были обеспечивать нанесение бомбовых и торпедных ударов по обнаруженным судам противника, прикрывать свои корабли с воздуха от действий подводных лодок, вести спасательные операции на море. 
Основное внимание военных специалистов сосредоточилось на ускорении работ по цельнометаллическому морскому дальнему разведчику МДР-2 (АНТ-8), который создавался в АГОС ЦАГИ под руководством А.Н.Туполева. Задание на эту цельнометаллическую летающую лодку было выдано ЦАГИ еще в 1925 г. одновременно с заданием на создание МДР-1 (РОМ-1) смешанной конструкции. Однако из-за большой загрузки АГОС ЦАГИ не смог тогда широко развернуть работы по созданию морского дальнего разведчика. 
По сравнению с РОМ-1 и РОМ-2 летающая лодка МДР-2 имела значительно более прогрессивную аэродинамическую схему свободнонесущего высокоплана с крылом, установленным непосредственно на лодке, и с однокилевым оперением, имевшим высокоподнятый горизонтальный стабилизатор с изменяемым в полете углом установки. Цельнометаллическое крыло площадью 84 квадратных метров и горизонтальное оперение на МДР-2 по своей конструкции почти не отличались от использованных и проверенных в воздухе на самолете Р-6. Два двигателя BMW-VI с толкающими воздушными винтами размещались на высоких стойках над центропланом крыла по обеим сторонам лодки. Это в определенной мере предохраняло двигатели от забрызгивания при взлете и посадке. 
Сама лодка была двухреданной со слабо выраженным задним реданом и имела довольно необычную форму поперечного сечения днища - сильно килеватую с вогнутыми участками у оси симметрии лодки и у бортовых скул. 
Экипаж самолета состоял из пяти человек и размещался в четырех последовательно расположенных по длине лодки кабинах: в первой кабине находился стрелок; во второй - командир корабля, выполнявший также обязанности штурмана, бомбардира и радиста; в третьей, закрытой прозрачным фонарем, оборудовались рабочие места двух летчиков, а за центральным водонепроницаемым отсеком лодки под крылом была кабина заднего стрелка. В центральном водонепроницаемом отсеке находилось аварийно-спасательное и морское оборудование самолета, плавучий якорь, неприкосновенный запас продуктов и питьевой воды. 
Стрелковое вооружение МДР-2 состояло из двух спаренных пулеметов ДА-2 на обычной носовой и перекатной с одного борта на другой задней турелях. Еще один пулемет ДА устанавливался в кабине командира корабля на подвижном шкворне. Вырезы в лодке под турели переднего и заднего стрелков задраивались при движении гидросамолета по воде. Бомбовое вооружение самолета обеспечивало наружную подвеску под центропланом крыла до 900 кг бомб. Для спуска самолета на воду и для выхода его из воды он оснащался съемным колесным шасси. Вес шасси в воде уравновешивался плавучестью колес, и один человек мог свободно снять в воде шасси с лодки перед полетом или установить его перед выруливанием из воды на гидроспуск. 
Первый полет МДР-2 состоялся 30 января 1931 г., а уже с 15 февраля летчик С. Т. Рыбальчук начал проводить государственные испытания самолета. В полетах была выявлена недостаточная поперечная устойчивость самолета из-за неудачного подбора подкрыльных поплавков. После их замены летчики Б.Л.Бухгольц, М.М.Громов и Н.Г.Кастапаев провели контрольные испытания МДР-2 с новыми поплавками. Самолет испытывался на взлет и посадку с волны при нормальной взлетной массе и с перегрузкой, с выключением одного из двигателей, на мореходность, буксировку и др. Испытания показали, что с полетной массой 6920 кг самолет МДР-2 имеет максимальную скорость 203 км/ч и дальность полета с бомбовой нагрузкой, равную 1000 км. Было отмечено, что по своим летным данным МДР-2 примерно равноценен немецкому разведчику Дорнье "Валь", который с 1927 г. состоял на вооружении авиации Черноморского флота, а также довольно широко использовался в северных морях Советского Союза. Но у МДР-2 была лучшая мореходность, особенно при волне высотой до 1м, он хорошо балансировался в полете и у него было более удачное размещение бортового оружия. 
По результатам государственных испытаний комиссия под председательством начальника ВВС Черноморского флота сделала вывод, что хотя летные данные МДР-2 такие же, как у современных ему зарубежных аналогов, для серийного производства он уже морально устарел. Работы по МДР-2 было решено прекратить тем более, что морской бригадой ЦКБ ЦАГИ под руководством И.В.Четверикова, базировавшейся, на заводе имени В.Р.Менжинского, в конце 1931 г. был подготовлен к летным испытаниям более перспективный, с лучшими, чем у МДР-2, проектными данными морской дальний разведчик МДР-З. Другие обозначение самолета - МРТ-1, МЭР.