La cabina del piloto quedaba semicerrada mediante paneles laterales transparentes plegables y, excepto cuando hacia uso de su ametralladora móvil de 7,62 mm, el observador se acomodaba bajo una cubierta que comprendía una sección fija y otra deslizable.

El tren de aterrizaje, los empenajes verticales y el plano superior habían sido reformados y la planta motriz consistía en un motor Mikulin M-34N más potente.

Su diseño había comenzado en 1933 y el prototipo voló por primera vez en enero de 1935.

Al igual que su predecesor el Polikarpov R-5, un gran número de ejemplares del R-Z sirvieron tanto en las Fuerzas Aéreas Soviéticas como en la compañía Aeroflot.

[1]​ Aunque obsoleto, el R-Z se hallaba aún en servicio cuando se produjo la invasión alemana (junio de 1941), siendo pronto reemplazado por el monoplano de ataque al suelo Ilyushin Il-2 Shturmovik, aunque algunos siguieron prestando servicio algún tiempo más en escuadrillas de bombarderos ligeros.