Η εξέλιξη της έκδοσης του Pe-2A ξεκίνησε το Σεπτέμβρη του 1943. Ουσιαστικά αποτελούσε μια δικινητήρια έκδοση (με βάση το Pe-2) και ενσωμάτωνε αρκετές δομικές και αεροδυναμικές βελτιώσεις καθώς και άλλα στοιχεία. Το αεροσκάφος ήταν εξοπλισμένο με εμβολοφόρους κινητήρες τύπου M-105PF. Το κανονικό βάρος απογείωσης ήταν τα 7.800 kg συμπεριλαμβανόμενου και φορτίου βομβών ως 600 kg (τυπική διαμόρφωση), μεγίστη ταχύτητα σύμφωνα με του υπολογισμούς ήταν 540 km/h. Το πρωτότυπο πραγματοποίησε την παρθενική του πτήση το Σεπτέμβρη 1943. Παραδόθηκε μόνο ένα πρωτότυπο για πτητικές δόκιμες. Δεν μπήκε σε παραγωγή διότι υστερούσε σε επιδόσεις του Pe-2. Το πρόγραμμα εγκαταλείφθηκε.
Τεχνικά χαρακτηριστικά
| ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΗΣ | OKB Myasishchev |
| ΧΩΡΑ | Ρωσία |
| ΤΥΠΟΣ | Βομβαρδιστικό κάθετης εφόρμησης |
| ΠΛΗΡΩΜΑ | 3, άτομα |
| ΠΡΟΩΘΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ | Δυο εμβολοφόροι κινητήρες M-105PF |
| Μέγιστη ισχύς, h.p. | 2x1.210 |
| ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ | |
| Μήκος, m | 12,66 |
| Ύψος αεροσκάφους, m | 3,42 |
| Εκπέτασμα πτέρυγας, m | 17,13 |
| Επιφάνεια πτέρυγας, m2 | 40,50 |
| ΒΑΡΗ | |
| Μέγιστο βάρος απογείωσης, kg | - |
| Κανονικό βάρος απογείωσης, kg | 8.320 |
| Βάρος κενό, kg | 6.035 |
| Εσωτερικά μεταφερόμενα καύσιμα, kg | - |
| Βάρος οπλικού φορτίου, kg | |
| - μέγιστο | - |
| - τυπική διαμόρφωση | 600 |
| ΕΠΙΔΟΣΕΙΣ | |
| Μέγιστη ταχύτητα, km/h | 537 |
| Μέγιστη ταχύτητα σε χαμηλό ύψος, km/h | 474 |
| Ταχύτητα ταξιδιού, km/h | - |
| Μέγιστη εμβέλεια, km | 1.200 |
| Ακτίνα δράσης, km | - |
| Επιχειρησιακή οροφή, m | 9.000 |
| Βαθμός ανόδου, m/min | - |
| Όρια φόρτισης, g | - |
| ΟΠΛΙΣΜΟΣ | Τρία πολυβόλα UB των 12,7 mm και δυο πολυβόλα ShKAS των 7,62 mm. |