После поступления первых самолётов Пе-2 1-й серии в ВВС СССР весной 1941 года пилотам сразу стала заметна недостаточность как курсового, так и оборонительного вооружения. В стремлении исправить эти недостатки, начиная с 13-й серии, один из курсовых пулемётов ШКАС был заменён на крупнокалиберный пулемёт УБ, то же самое было сделано с подфюзеляжной оборонительной точкой. Первой же крупной доработкой на основе отзывов пилотов стали Пе-2 31-й серии, выпуск которых начался летом 1941 года. Так, в носу самолёта два из пяти окон по правой стороне были заменены на одно треугольное, улучшен доступ механиков к носовым пулемётам; произошёл и ряд других, менее значительных изменений. Самолёты данной серии выпускались до весны 1942 года.

В игру Пе-2-31 был введён во время закрытого бета-тестирования. Это быстрый и манёвренный пикирующий бомбардировщик с крайне высокой скоростью флаттера. С другой стороны, его курсовое и оборонительное вооружение крайне слабо, самолёт обладает довольно крупными размерами, а из его экипажа только пилот и один из двух бортстрелков защищены бронёй. От Пе-2 первой серии он отличается усиленным курсовым и оборонительным вооружением, установкой брони для одного из бортстрелков, возможностью крепления неуправляемых ракет, а также небольшими визуальными изменениями.