Полет должен был проходить по маршруту Москва - Северный полюс - Сан-Франциско (США). Второй экипаж в составе М.М. Громова, А.Б. Юмашева и С.А. Данилина должен был продолжать подготовку АНТ-25-1 к возможному полету по маршруту в Южную Америку.

По приказу Наркомтяжпрома С. Орджоникидзе работы по организации перелета были распределены следующим образом: начальник ОЭЛИД отвечал за организацию предварительных летных испытаний РД-2; К.В. Минкнер из ЦИАМ - за испытания и подготовку двигателей; по ЦАГИ П.О. Сухой отвечал за конструктивные доработки по самолету, на Е.И. Погосского возложили решение проблем, связанных с проектированием мотооборудования, приспособленного для работы в арктических условиях, В.Л. Александров отвечал за конструирование нового трехлопастного винта, на В.М. Петлякова возложили общее техническое руководство.

В плане подготовки АНТ-25-2 к трансарктическому перелету, а также требований, предъявленных к самолету С.А. Леваневским, к 10 мая 1 935 г. на «дублере» по сравнению с его состоянием в 1934 г. были выполнены следующие основные доработки:
-  переделаны элероны и поставлено штурвальное управление;
-  сделан новый руль управления;
-  сняты крыльевые радиаторы и установлен водяной туннельный радиатор (туннель с регулируемой в полете щелью);
-  поставлен трехлопастный металлический винт;
-  установлено новое устройство для отопления кабин за счет выхлопных газов;
-  оборудован подогрев карбюратора;
-  установлены новые усиленные колеса и костыльное колесо;
-  самолет заново обтянут перкалью и окрашен;
-  кабина внутри утеплена специальной теплостойкой обшивкой;
-  переделана моторная арматура и управление силовой установкой;
-  установлены новые масляные и бензиновые расходные баки;
-  установлены новые приборные доски с новыми приборами;
-  переложены осветительная и электрическая сети;
-  смонтирована новая радиостанция;
-  установлены воздушные баллоны, обеспечивавшие непотопляемость самолета при вынужденных посадках на воду.

Мотор М-34 на доработанном АНТ-25-2