Projekt 8 września tego samego roku gotowy był szczegółowy projekt samolotu. Zakładał on możliwość zamontowania silnika gwiazdowego Tumanski M-88 lub nowocześniejszego Szwiecow M-71. 25 września 1939 roku zatwierdzono realizację projektu samolotu oznaczonego wstępnie jako OBSz M-71. 1 lutego 1940 roku zatwierdzono naturalnej wielkości makietę samolotu wykonaną w Fabryce nr 135 w Charkowie. 4 marca tego samego roku Komitet Obrony przy Radzie Komisarzy Ludowych ZSRR zobowiązał Suchoja i kierownictwo fabryki do wybudowania dwóch prototypów samolotu. Gotowe maszyny miały być przekazane do prób państwowych odpowiednio 15 listopada i 15 grudnia 1940 roku. Problemy z terminowymi dostawami silników M-71 oraz przeniesienie biura konstrukcyjnego Suchoja z Fabryki nr 135 do podmoskiewskiej Fabryki nr 289 opóźniły prace. Ostatecznie pierwszy prototyp (Su-6/81) gotowy był 28 lutego 1941 roku. Otrzymał on oficjalne oznaczenie Su-6 i 13 marca 1941 roku po raz pierwszy wzbił się w powietrze. Samolot był klasycznym, jednomiejscowym, wolnonośnym dolnopłatem o mieszanej konstrukcji. Do napędu użyto 18-cylindrowy, chłodzony powietrzem silnik w układzie podwójnej gwiazdy M-71 z trójłopatowym śmigłem samonastawnym AW-5-4A o rozpiętości 3250 mm. Samolot uzbrojony był w sześć karabinów maszynowych SzKAS kalibru 7,62 mm.