V roku 1931 vznikla jeho prvá poľnohospodárska verzia určená na práškovanie U-2AO a neskôr U-2AS. Ďalšie poľnohospodárske verzie sa vyrábali po vojne ako Po-2AP. Poľnohopodárske verzie si čoskoro vydobyli pomenovanie ''kukruznikkukuruznik'' (od ruského slova kukruzakukuruza – kukurica). Od roku 1932 sa vyrábala aj sanitná verzia U-2S-1 a od začiatku druhej svetovej vojny aj U-2S-2. Všetky verzie od roku 1939 boli vybavené motorom M-11D s vyšším výkonom (74 kW). Neskôr po vojne sa používal motor M-11K. Päťmiestna sanitná verzia U-2S-3 (alebo SKF) sa vyrábala od roku 1941. Trojmiestna sanitná verzia Po-2S bola vyrábaná po vojne. V medzivojnovom období sa začala vyrábať trojmiestna spojovacia a kuriérna verzia U-2VS pre armádu a jej civilná obmena U-2SP. Počas 2. svetovej vojny vznikli aj štvormiestna verzie U-1ŠS a U-2L s krytou kabínou pre cestujúcich. Existovali aj verzie vybavené plavákmi pre pristátie na vodnej hladine U-2M a MU-2. Počas vojny siahlo sovietske letectvo aj na stroje U-2 a upravilo ich ako ľahké bombardéry, sanitné či zásobovacie, či cvičné stroje. Z bežnej verzie U-2VS vznikol variant U-2LNB (LNB bola ruská skratka pre ľahký nočný bombardér). Táto verzia uniesla {{kg|350}} bômb. Verzia U-2NAK bola prispôsobená pre nočné riadenie delostreleckej paľby. Vznikla aj ľahká bojová verzia U-2LŠ alebo U-2VOM, ktorá bola vybavená pohyblivým guľometom a mohla niesť 4 strely RS-82 alebo {{kg|120}} bômb. Pre potreby propagandy vznikla verzia U-2GN vybavená silnými reproduktormi.
