这款苏霍伊战机战争中立大功，本只是侦察机，却被迫投入激烈交火
卫国战争初期的激战中，苏-2在对地攻击中发挥了重大作用，虽然“半路出家”的苏-2改作攻击机后表现不俗，尤其是体现了极强的战场生存能力，但是它毕竟不是专门为此设计的。因此相比更强大的伊尔-2，作为攻击机的苏-2仍旧处于下风。当时的严峻形势不允许苏联飞机制造业同时生产两款功能类似的飞机，所以苏-2和伊尔-2注定有一个要下马。
1941年11月19日古比雪夫国家飞机制造厂报告了恢复飞机生产的相关困难。很显然，这个月的月底之前恢复苏-2的生产是不可能的。这是苏联政府做出了一项重大决定，优先恢复有前途M-82和IL-2的生产，而不是苏-2，此后第135飞机制造厂也接到命令立即开始生产的IL-2和它的M-82发动机，苏-2停产了，到此时，苏联一共生产了889架苏-2。苏联政府做出了这一决定，主要是因为虽然苏-2生存性很高，但相比伊尔-2，机体显小，改进潜力不大。显然，在生产设备有限的情况下，大量生产伊尔-2比生产苏-2更能有效的打击德军，所以就不得不忍痛割爱了。
另外，斯大林对苏霍伊的看法在停产苏-2一事上也起到了一定的作用。1942年V.M.佩特利亚科夫因坠机身亡，斯大林命令苏霍伊接替佩特利亚科夫领导佩-2的生产，但苏霍伊不愿意因此放弃自己的设计局，要求给他一天时间考虑，最终，斯大林把工作交给了米亚西舍夫。领袖就此对苏霍伊有了一定的成见，所以当苏霍伊拿出毫不亚于伊尔-2的苏-2改进型时，最终也没能打动斯大林，苏-2停产的命运依旧没有改变。
但是，苏-2的故事并没有就此结束。苏-2成为了伊尔-2的教练机。1942年初春，原来装备苏-2的第103，210，211，226，227航空团用苏-2作为教练机接受改飞IL-2的初步培训，因为当时双座伊尔-2数量尚少，只能用双座的苏-2替代。苏联空军要求每个飞行员必须进行23-24个飞行小时和100小时的地面训练。还有四个大队的苏-2被部署到了西部战线，干回了自己的老本行——侦察，到1942年夏天，第52航空团侦察机部队还在使用苏2，而其他部队则使用根据租借法案运来的美国柯蒂斯侦察机。
在1942年5月的哈尔科夫反击战中，为了支援苏军的进攻，空军一共出动了374架飞机，其中就包括近卫第13航空团的42架苏-2，最初苏军进展良好，但是随着陆军向前推进的越来越远，而后方的空军战斗机部队没有及时组织飞机转场到新的前线机场，所以苏联空军的战斗机的出动架次数急剧下降。此时德军的反制措施也开始生效，大量的战斗机部队被调到哈尔科夫前线，制空权开始转移到德国人手中。制空权的失去严重影响了轰炸机部队的攻击效率，苏联第288航空团团长戈洛科夫上校（И.П.Горохов）被迫下令，下令苏-2飞行员在没有战斗机护航的白天不得出动。5月17日，在德国空军的大力支援下，德军的反击开始了，第一装甲集群在巴尔文科沃地区发起反击，不到数天，苏军再度被包围，至5月29日，包围圈内的苏军大部被歼。哈尔科夫的失败使苏军损失惨重，布良斯克方面军第97航空团的苏-2为了支援陆军，在叶列茨附近损失极大，只得把剩余的飞机和设备交给第209航空团。当6月28日德国的夏季攻势开始时，苏军的形势立刻恶化了，德国第4航空队战斗机部队在沃罗涅日市郊的战斗中击落了大量苏-2，但苏联第209航空团的战斗力还是保存了下来，不过和它并肩战斗的第503航空团却损失惨重，并于1942年7月中旬被并入进入第223航空团。到了9月份，前线只剩下了20架苏-2。在1942年夏天的战斗中，一共有83人因使用苏-2给敌人造成重大杀伤而获得了勋章。
到1942年秋，前线只有2个航空团还在使用苏-2它们是位于斯大林格勒南部的第288航空团和第52航空团。
在斯大林格勒战役中，苏-2再度发挥了重要作用，在11月23日开始的苏军反击中，正是苏-2成功地对德国和罗马尼亚前线200-250公里后方进行了侦察，苏-2带回的宝贵情报对苏军的行动起了重大作用。在行动中，苏-2往往不得不在没有战斗机掩护的情况下出动，不过飞行员利用了云层的掩护，所以很少有苏-2被击落。在遥远的北方，苏-2也起到了一定的作用。列宁格勒第12航空团的苏-2作为炮兵校正机投入了战斗，当地陆军高度评价了苏-2：“没有飞行员的观测结果，我们的炮兵绝不可能如此有效地压制敌人的碉堡。”苏-2执行这类任务时大多以275千米/小时的速度在低空巡航，为了获得己方炮兵所需的全部目标数据，苏-2飞行员往往需要长时间在空中巡航，所以当他们飞回机场时，往往已经耗尽了所有的燃料。执行这类任务还是很危险的，一但遇到德国的梅塞施密特和FW-190，飞行员不得不在不对等的条件下展开战斗，尤其是后来德军已经意识到了打击苏-2侦察机和炮兵校正机的重要性，就像苏联战机重视攻击FW189一样。根据第54近卫航空团的的报告，FW190往往从空中俯冲下来攻击在低空飞行的苏-2。由于速度不一，用战斗机为苏-2护航是非常困难的，1943年6月28日，第55近卫航空团的4架雅克—1在保护苏-2时被德军偷袭，一架飞机起火坠毁。
整个1942年，德国战斗机和高射炮击落了64架苏-2，其中8架是在斯大林格勒战役期间损失的。1942年苏-2的损失率高于1941年（除去战争的头一个月），主要是因为大量经验丰富的老飞行员损失了，新飞行员经验不足，伤亡率自然高一些。
在战争中，苏-2还常常被用于另一种特殊用途，它被用于向沦陷的后方和德军阵地投放大量的俄语和德语语言的传单，1942年7月短短1个月内，就有多达45000份传单被苏-2投放。它们的内容包括宣传德军在苏德战场的巨大损失，以及德国城市遭到的盟军空袭，还有英苏合作协议的文本以动摇德军军心。虽然苏-2已经停产，但这并不意味着苏-2的传奇故事将在1942年结束。1943年，停产近1年后，还是有一定数量的苏-2幸存了下来，第650航空团成为使用苏-2作为轰炸机作战的最后一个团（还有其他少量单位用苏-2进行侦察和执行其他任务），它参与了库班大空战，支援了苏军对蔚蓝色防线的进攻。
在库尔斯克战役中，第16航空军下属的苏-2对前线德军地面部队的进攻准备进行了详细地侦察。频繁的出动必然带来伤亡，1943年6月23日，第1近卫航空团的一个机组在库尔斯克前线被击落：出击101架次的库什金中尉（Н.И.Ку-кушкин）和出击93次的德米特里耶夫中尉（Дмитриен-ко）阵亡，德米特里耶夫是经验最丰富的苏-2飞行员之一，战争之初他就在第97航空团执飞苏-2，后来又在第209航空团，第45 航空团麾下作战。
战争中期，苏-2的性能已经落后，所以它现在改以夜袭为主。1943年7月25日夜间，佛兰彻克（К.Я.Франчук）驾驶的苏-2侦察到德军的运输车辆在塔曼半岛的聚集点，用炸弹成功地敲掉了它们。8月15日的袭击同样成功，苏-2在深夜轰炸了新罗西斯克码头和在港的船舶，给德军造成了重大伤亡。1943年9月-10月，为了配合苏军的反攻，苏-2还被用来在夜间袭击德军在克里米亚半岛的运输线，令德军十分头疼。
不过，苏-2最终没能坚持到1944年，根据第42航空军的文件显示，1943年11月27日，从云层后面钻出的德国战斗机击落了前线的最后一架可以飞行的苏-2，该机编号为263105。1944年1月，第650航空团改装佩—2，最后一个装备苏-2的轰炸航空兵团也换装了，辽阔的苏联国土上再也见不到苏-2的身影了，不过，历史将会永远记住苏-2的功绩。
虽然苏联政府最终选择了伊尔-2，而不是苏-2和它的改进型苏-6作为自己的主力攻击机机种，但是这丝毫不能掩盖苏-2本身设计的成功，恰恰相反，与伊尔-2的对比更加显示出苏霍伊设计的强大生命力。
首先，苏-2在设计时的定位是“多用途单引擎轻型飞机”，主要执行侦察任务，对地攻击只是副业，空军更是对它的生存力没有特殊的要求，而战前红军空军的战术条例更是根本没有教给飞行员如何用苏-2进行反坦克作战。而苏联空军对伊尔-2一开始就提出了“带装甲对地攻击机”的要求。但是，即便如此，历史证明了苏-2的潜力，在卫国战争初期的岁月里，飞行员们自发地使用苏-2进行对地攻击，从而发掘出了这款飞机的巨大潜力，发现了它惊人的生存能力。作为一款1941年底就已经停产的飞机，却能一直在前线作战到1943年底，这本身就是苏-2生存能力的最好体现，也恰恰证明帕维尔.苏霍伊设计的高瞻远瞩。还有一个事实也值得注意，伊尔-2的传奇是在斯大林的高度重视下诞生的，正是斯大林亲自提出了“红军需要伊尔-2,就像需要空气和面包一样。”的口号。苏联生产了42330架伊尔-2，而且黑死神的巨大威力完全发挥是在1943年以后，那是苏联红军已经开始掌握制空权，而苏-2却被迫在战争初期那种严酷的环境中作战，表现当然逊于伊尔-2。而且双座的苏-2为红军积累了有效使用双座型伊尔-2的宝贵经验。我在这里丝毫没有批评放弃苏-2转产伊尔-2这一决定的意思，毕竟伊尔-2便于大量生产，对于苏联红军来说用的更顺手。我只是希望通过以上对比来还苏-2以真实。1942年以后，伊尔-2作为对地攻击机大量投入使用，苏-2终于得以回归侦察机的老本行，果然，回归本色之后的苏-2干得极为出色，在斯大林格勒，列宁格勒和库尔斯克的激战中发挥了重大作用。所以说，苏-2是一款杰出的多用途轻型飞机，是一款不错的“兼职”攻击机，苏霍伊的处女作用战斗证明了自己，它无愧于设计师的殷切期望。