Во время Великой Отечественной войны самолет У-2 получил новое, казалось бы, неожиданное применение, невиданное для легкого учебного самолета первоначального обучения. Н.Н.Поликарпов, Г.И.Бакшаев и другие сделали из него легкий ночной бомбардировщик (ЛНБ). Бомбовая нагрузка достигла 350 кг, что оказалось возможным благодаря исключительным качествам У-2 в смысле его способности брать большую нагрузку без особенного удлинения разбега и без риска поломки в воздухе.
Под фюзеляжем и нижним крылом устанавливались соответствующие держатели с тросовым управлением сбрасыванием, иногда в фюзеляже и под крылом устанавливались кассеты для мелких бомб. На заднем сидении устанавливался пулемет ШКАС или ДА с 80–200 патронами, на шкворневой установке, у летчика — бомбардировочный прицел. Первоначально здесь не было установившихся конструкций, много было изобретательства, много подсказанных практикой решений. подвешивались бомбы в 50 или 100 кг, снаряды РС, тубы с горючей жидкостью и др. С 1942 года самолеты У-2ВС (военный самолет) поставлялся с заводов готовым. Рекордной была подвеска бомбы в 500 кг под фюзеляжем и еще двух пулеметов ШКАС на нижнем крыле, осуществленным инженером К.А.Москатовым. Были сомнения в прочности, особенно местной, в зонах, где подвешивались большие бомбы. Там конструкция была усилена. Тысячи У-2ВС несли без осложнений свою службу на фронте иникогда в воздухе не ломались.
Назначение самолета были бомбардировочные операции на малой высоте, преимущественно ночью с целью не давать покоя противнику, лишать его сна и отдыха, изнурять, уничтожать его авиацию на аэродромах, склады горючего, боеприпасов и продовольствия, мешать действиям транспорта, штабов, оперативных пунктов и т.п. Одновременно велась разведка, осуществлялась связь между войсковыми частями, с партизанами, словом, выполнялось много разнообразны заданий. На У-2ВС со славой воевали и наши женские полки. У-2ВС был любимцем наших воинов, называвших его ласкательно «кукурузник» (из-за бреющего полета), а немцы проклинали назойливый «рускартон», или «русфанер», причинявший им много беспокойства.