В июле 1931 года на ХПЗ им.Коминтерна по заданию Управления механизации и моторизации РККА началось проектирование 12-цилиндрового V-образного 4-тактного быстроходного дизеля мощностью 400 л.с. (295 кВт). При проектировании использовался опыт разработки создававшихся в тот период авиационных дизелей АН-1, АД-1 и выпускаемых в стране бензиновых авиационных двигателей. В начале 1932 года был сконструирован и изготовлен 2-цилиндровый V-образный отсек (БД-14) с размерностью 14/16,5, углом развала 45 градусов, развивающий мощность 70 л.с. (51 кВт) при частоте вращения 1700 об/мин. На этом отсеке отрабатывался рабочий цикл двигателя, механизмы кривошипно-шатунный, газораспределения и другие составные части дизеля. Выпуск рабочих чертежей для изготовления опытного образца дизеля продолжался с октября 1932 года по февраль 1933 года. 28 апреля 1933 года первый образец дизеля БД-2, получившего название «быстроходный дизель второй», был размещен на стенде для испытаний.
Основными конструктивными особенностями опытного дизеля БД-2 были: картер, выполненный из алюминиевого сплава и с разъемом по оси коленчатого вала, общий на каждые шесть цилиндров алюминиевый блок со стальными «мокрыми» гильзами и общая алюминиевая распределительная головка и верхнеклапанный механизм газораспределения с одним впускным и одним выпускным клапанами. Нижний картер (также алюминиевый) — не несущий— являлся поддоном для масла. Два шестисекционных насоса фирмы «Бош» располагались в развале цилиндров и соединялись трубопроводами с закрытыми форсунками «Бош», находившимися в головках цилиндров по оси поршня. Поршень — алюминиевый с камерой сгорания в поршне (типа Гессельмана). Коленчатый вал, шатуны, клапаны, шестерни — кованые, с последующей обработкой.
Полгода проработал дизель на стенде. Испытания выявили много дефектов, конструктивных и производственных недостатков. Началась трудная, кропотливая конструкторская доводка дизеля. Наработка испытываемых на стенде двигателей до поломок сначала не превышала 10-15 часов.
В ноябре 1933 года вместо авиационного мотора «Либерти» в опытный танк БТ-2 был установлен быстроходный дизель БД-2 N I. Пробные пробеговые испытания танка с новым двигателем по территории завода были «первыми шагами» нового типа танкового двигателя — дизель-мотора. Дизель в танке работал устойчиво, но сильно дымил. Танк трясло, сказывалась неуравновешенность двигателя. Вибрация вызывала неприятные ощущения у танкистов. На этих и последующих испытаниях было выявлено много недостатков. Ряд конструктивных решений необходимо было пересмотреть, отдельные детали и узлы требовали доработки. В 1934 году в доводку дизеля активно включился И.Я.Трашутин, возвратившийся из США после стажировки.
Дизельный двигатель БД-2 №7, установленный в танке БТ-2.
Опытный БТ-2 с установленным дизелем В-2 во время испытаний на НИИБТ Полигоне.
После испытаний на стенде и в танке опытного образца БД-2 конструкторы приступили к разработке улучшенной конструкции дизеля первой серии. Конструкторское бюро (КБ) дизельного отдела завода, в целом довольно малочисленное, в период 1932-1937 годов вело большой объем работ по созданию одновременно нескольких модификаций быстроходного дизеля, имея в виду обеспечение различных транспортных машин дизелями одного семейства типа БД-2.
В 1934 году в КБ по быстроходным дизелям прибыло новое пополнение специалистов. В дизельном отделе завода было организовано три КБ, разрабатывавших до десятка модификаций дизеля БД-2 (танковых, судовых, тракторных, авиационных). Для разработки серийной технологии изготовления и оснастки в ноябре 1935 года было создано технологическое бюро по БД-2, в котором, правда, уже на БТ-5, были продолжены объектовые испытания двигателей первой серии.
По результатам испытаний первой серии и замечаниям специалистов ЦИАМ конструкторы выпустили техническую документацию дизеля БД-2 второй серии. Для повышения надежности и технологичности предусматривалось изготовление коленчатых валов, шатунов, поршней из штампованных заготовок. Однако очередные стендовые испытания, проведенные в январе — марте 1937 года, снова выявили дефекты.