29.06.1934 г. было утверждено ТТД на ближний бомбардировщик, разработку которого поручили ЦКБ завода № 39. Для машины планировались лицензионные копии моторов Гном-Рон "Мистраль" К-14 и Райт "Циклон" R-1820F-3. В первом варианте планировался пассажирский самолёт на 12 пассажиров, моторы получили отечественное обозначение М-85. Бомбардировщик ББ-2 в сущности был аналогом пассажирской машины и рассчитывался на доставку 500 кг бомб на расстояние до 1500 км со средней скоростью 230-240 км/ч. Работы по военному варианту шли значительно быстрее, чем по гражданскому, ввиду конкуренции со стороны Туполева (самолёт СБ) и Сухого (самолёт АНТ-37). Первый экземпляр самолёта, ввиду поджимающих сроков, решили строить по упрощённой технологии, с цельнодеревянным фюзеляжем и металлическим крылом, без вооружения. Машина получила обозначение ЦКБ-26.

Начиная с первых полётов и далее, машины испытывал В. К. Коккинаки. Самолёт превзошёл самые смелые ожидания и даже позволял выполнять петлю Нестерова. Было установлено 5 мировых рекордов. Всё это предопределило дальнейшую судьбу по самолёту, и в декабре 1935 года вышло постановление о дальнейшей разработке самолёта - цельнометаллического скоростного бомбардировщика дальнего действия БДД, будущего ЦКБ-30, который уже строился и 31.03.1936 г. совершил испытательный полёт.

Летом 1936 года ЦКБ-30 с полным комплектом вооружения поступил на испытания в ГОСНИИ ВВС. Однако, не дожидаясь завершения испытаний, самолёт запустили в серию под наименованием ДБ-3С. Срочно с завода № 39 сняли все невыполненные заказы и развернули производство ДБ-3. В таком же темпе перепрофилировали Воронежский завод № 18. В 1938 г. начал производство ДБ-3 126-й завод в Комсомольске-на-Амуре. В дальнейшем, в 1942-43 гг. самолёты выпускал и Московский завод № 23.

В 1938 г. самолётами ДБ-3 были вооружены три воздушные армии. Всего было выпущено 1528 единиц ДБ-3.

В 1939 г. на Черном море в составе 63-й бригады сформировали 2-й минно-торпедный полк с базированием на аэродромах во Владиславлевке и Сарабузе. От обычных бомбардировщиков торпедоносцы отличались торпедным мостом Т-18. позволявшим нести одну торпеду типа 45-36АН или 45-36АВА или мину МАВ-1 на минодержателе МД-39. В конце 1939 г. к этому ассортименту добавилась новая мина АМГ-1. На 25.04.1940 г. морская авиация ЧФ располагала 71 самолетами этого типа.

В первые дни войны морские летчики бомбили порт Констанца, нефтепромыслы в Плоешти, объекты в Сулине И Тульче. Только по Плоешти совершили 56 самолето-вылетов. Так же минировались устье Дуная и подходы к Констанце. В ночь на 30 июля четверка ДБ-3 сбросила мины АМГ-1 в Тульчинский рукав Дуная. В дальнейшем все самолеты переключили на поддержку сухопутных сил.

Присущая самолету ДБ-3 большая сложность в эксплуатации, высокая аварийность, недостаточное оборонительное вооружение и целый ряд других недостатков привели к работам работы над глубокой модернизацией машины, в дальнейшем получившей обозначение ДБ-3Ф (или Ил-4).