Вопрос о точности нанесения бомбовых ударов достаточно остро встал сразу после окончания Первой мировой войны.
Этому способствовало постоянное увеличение скорости новых боевых самолетов, что вело за собой большее отклонение падающих бомб от точки прицеливания. Одним из решений данной проблемы стали пикирующие бомбардировщики, которые наносили бомбовые удары с пикирования, добиваясь высокой точности поражения цели. В СССР таким самолетом стал Пе-2, разработанный в ОКБ Владимира Михайловича Петлякова. Осенью 1940 года бомбардировщик успешно прошел испытания и был запущен в серийное производство. На серийной модели кабина пилота была смещена чуть вперед. За местом пилота, чуть справа, размещалось место штурмана. Носовая часть кабины была остеклена, что позволяло проводить прицеливание в момент бомбометания. Штурман также мог вести огонь из стрелявшего назад пулемета ШКАС, который был установлен на шкворневой установке. За задней кромкой крыла самолета находилось место стрелка-радиста, который управлял подфюзеляжной «кинжальной» установки ШКАС.
Это была необычайно совершенная и передовая машина. Для повышения высотности ее моторы оснастили турбокомпрессрами, а для обеспечения комфорных условий работы на больших высотах летчиков разместили в гермокабинах. На бомбардировщике предусматривались различные варианты бомбовой нагрузки в виде осколочных, фугасных и специальных бомб (например, химических, бетонобойных, осветительных) общей массой до 1000 кг. При этом наиболее крупной бомбой, которую мог взять пикировщик, являлась ФАБ-500. Бомбовая нагрузка распределялась следующим образом: 600 кг. могли поместиться внутри большого бомбоотсека (400 кг), который располагался в центральной части фюзеляжа, а также двух бомбоотсеках в хвостовой части мотогондол (по 100 кг). Еще 400 кг бомб могли размещаться на внешней подвеске.
«Пешки» смогли проявить себя уже в первый же день войны. 17 бомбардировщиков из состава 5-го бомбардировочного полка успешно разбомбили Галацкий мост через р. Прут. Со временем их боевая работа на фронте только возрастала. Ценностью пикирующих бомбардировщиков Пе-2 была их быстроходность, маневренность, а также живучесть. Благодаря этим качествам «пешки», особенно освободившись от бомбовой нагрузки, могли принять бой или избежать перехвата.
С 1942 года Пе-2 строились на четырех заводах, и их выпуск постоянно нарастал. В итоге к концу этого года «пешки» вытеснили из фронтовых авиачастей устаревшие бомбардировщики СБ.
В Сталинградской битве прославился воевавший на Пе-2 150-й бомбардировочный авиаполк под командованием полковника И.С. Полбина. Его экипажи полностью овладели мастерством бомбометания с пикирования, что позволило им снайперски укладывать бомбы в цель. Так, например, они разбомбили крупное бензохранилище на хуторе Морозовский, вызвав серьезные проблемы с горючим у немецких частей, которые пытались пробиться к окруженной в Сталинграде армии Паулюса. А 30 декабря 1942 года шестерка Пе-2 из 150-го полка уничтожила на аэродроме Тормосино 20 транспортных Ju 52. Под Сталинградом родилась знаменитая полбинская тактика «вертушки» - гигантского наклонного «колеса» из бомбардировщиков, которые один за другим пикировали на цель, поочередно сбрасывая бомбы.
В 1943 году Пе-2 принимали активное участие в Курской битве, уничтожая танки, артиллерию и живую силу противника, но поистине «звездным часом» для них стал 1944 год. Тогда эти бомбардировщики играли важную, а порой решающую роль в наступательных операциях Красной Армии. В феврале девятка Пе-2 прямыми попаданиями разрушила мост через Днепр у Рогачева. Скопившиеся на восточном берегу реки немецкие войска не смогли переправиться и были разгромлены. А 29 июня в ходе операции «Багратион», пикировщики 16-й воздушной армии разбомбили мост через Березину – единственный путь. По которому части вермахта могли вырваться из белорусского «котла». В результате десятки тысяч немецких солдат и офицеров сдались в плен.
В 1945 году целями для экипажей Пе-2 стали города и оборонительные сооружения на территории Германии. Сотни машин своими бомбами прокладывали Красной Армии дорогу к Победе. Последний боевой вылет в Европе «пешки» совершили 7 мая, но на этом их боевой путь не закончился. В августе мощь воздушных ударов Пе-2 испытали на себе солдаты Квантунской армии Японии.
Следует отметить, что Пе-2 стал самым массовым и прославленным фронтовым пикирующим бомбардировщиком Великой Отечественной войны. В годы войны самолеты Пе-2 приняли участие в сражениях на всех фронтах. Всего с 1940 по 1945 год было выпущено 11 427 данных машин.