Не дожидаясь утверждения проекта и сметы, уже в 1935 г. на собственные средства завода началось строительство новых цехов. Сам проект подвергся длительной экспертизе в Наркомтяжпроме и был принят только в начале 1936 г., однако настойчивый и энергичный директор завода И.П. Бондаренко заранее начал обеспечивать будущее производство оборудованием. Заказы на него по правительственному заданию размещались на станкостроительных заводах, многое приобреталось за границей, в первую очередь - в США, Германии, Швеции - признанных центрах мирового моторостроения. Отбирать оборудование в Америку вместе с группой инженеров и производственных мастеров выехал и директор завода. При этом закупались не только станки, инструменты и оснастка, но и патенты и передовые технологии. Вместе с тем разворачивание производства задерживалось из-за продолжавшейся доводки "сырого" мотора и постоянных изменений техдокументации. Планы то и дело приходилось корректировать, а оснащение нового моторостроительного корпуса 400 затягивалось. 

Несмотря на приказы, к 4 февраля 1937 г. в корпусе 400 не был запущен ни один станок. Требовалось срочно изготовить 1610 единиц оснастки, а также 3175 наименований специнструмента. К концу полугодия сдали 46 000 м2 производственных площадей, но в стадии строительства находились еще 38 000 м2. В корпусе успели смонтировать 255 станков (из 314), но запустили только 150 из них; в то же время предстояло получить еще около 900 станков. В таком виде производство досталось присланному из ЦИАМ новому руководству - вновь назначенному начальником дизельного отдела 400 Т.П. Чупахину и заместителю главного инженера отдела 400 М.П. Поддубному. Им необходимо было проявить максимум организаторских способностей для налаживания производства, занимаясь при этом и не менее безотлагательной задачей по доводке мотора, все еще не удовлетворявшего ни требуемым параметрам, ни условиям массового выпуска. 

Для этого специалисты ЦИАМ имели должный опыт: Т.П. Чупахин, несмотря на молодой возраст, уже поработал инженером по монтажу и производству авиадизеля АН-1, в успешной доводке которого участвовал и М.П. Поддубный. Незаменимой стала также привнесенная ими определенная культура авиационного моторостроения, полностью использованная при доводке В-2 (такое обозначение с середины 1937 г. получил БД-2). Работы начались с главного - обеспечения нормального рабочего процесса двигателя с требуемыми показателями, что явилось самым узким местом. Несмотря на достигнутую устойчивую работу, В-2 продолжал страдать повышенным расходом топлива и масла, а также сильно дымил. Для устранения этих дефектов была применена своеобразная методика, позволявшая "технологическими способами" одновременно решать и производственные проблемы. Решением этих проблем занялись в лабораториях Украинского института авиадвигателестроения (как видим, авиационное влияние оказалось существенным в судьбе будущего самого массового советского двигателя), в сентябре 1937 г. включенного в состав завода в качестве его "внутреннего" НИИ-466 (затем НИИ-1600). Коллектив НИИ тут же получил опытный отсек дизеля и начал его доводку, попутно занимаясь ремонтом, испытаниями узлов и перспективными разработками. Одним из существенных новшеств стало тщательное выполнение радиусов, фасок и повышение точности изготовления деталей. На эти "мелочи" раньше не обращалось внимания, что в итоге приводило к появлению мест концентрации напряжений и повышенного износа. 

После ареста главного конструктора КБ К.Ф. Челпана в начале 1938 г. (он был обвинен во "вредительстве" и "создании дефектов") на его должность назначили Т.П. Чупахина. Теперь ему пришлось отвечать и за конструкцию мотора. Начальником отдела 400 стал С.Н. Махонин, прежде начальник ОТК завода, но не надолго - вскоре его выдвинули на должность главного инженера и замдиректора ХПЗ. 

Несмотря на все планы, затянувшаяся доводка В-2 заставила несколько раз отодвигать сроки проведения Государственных испытаний. Они состоялись только в апреле-мае 1938 г., но результаты были далеки от желаемых. При испытании трех дизелей В-2 второй серии (все они были собраны опытным производством) комиссия выявила следующие дефекты: первый мотор, отработав 72 часа 25 минут, вышел из строя из-за заедания поршня; второй отработал требуемые 100 часов, но при осмотре в его головках цилиндра оказались трещины; третий также проработал норму, но показал повышенный расход масла, а при осмотре - и сквозные трещины в верхнем картере. По замечаниям комиссии конструкторы оперативно усилили верхний картер и головки цилиндров, повысили жесткость рубашки цилиндров, изменили в поршне форму юбки на коническую, добавили маслосъемное кольцо, фетровый масляный фильтр и установили маслонасосы повышенной производительности. 

С этими доработками изготовили новую опытную партию В-2, три из которых подвергли заводским стендовым испытаниям. Один из них без существенных замечаний наработал 234 часа 42 минуты, другой - требуемые 100 часов, но на третьем после 127 часов 52 минут работы вновь обнаружили трещину, и опять-таки, в верхнем картере. Госиспытания вновь пришлось отложить. Положение усугублялось еще и тем, что государственным заданием уже были установлены сроки и план выпуска дизелей на следующий год, причем объемы следовали с нарастанием: январь - 40 штук, февраль - 50, март - 60. Заводские испытания надлежало завершить до 15 января 1939 г., государственные - до 1 февраля. 

Серьезные улучшения обеспечил новый топливный насос собственной конструкции. При опробовании насос успешно отработал требуемые нормативы на стенде и в танке. Благодаря нормализации подачи топлива дымность снизилась на 3/4, повысилась экономичность мотора. К концу 1938 г. завод изготовил 50 дизелей. Дальнейшую сборку тормозило отсутствие поршневых колец и гильз, которые неритмично поставлял по кооперации завод Й 26. Заводской цех поршневых колец по плану намечалось пустить только через три месяца. 

Все это время продолжалось оснащение моторостроительного производства. Сроки поджимали, но отсутствие необходимого оборудования и рабочих, оснастки и инструмента вынудило до середины 1938 г. все узлы и агрегаты дизелей изготовлять по временной технологии в других цехах и лишь затем проводить окончательную сборку в корпусе 400. 

На 1 июня 1938 г. в корпусе стояли 774 станка, из них по причине неподготовленности электросети корпуса в работу пустили 605. В корпусе работали 2603 человека. Через месяц, к 1 июля, из списка оборудования "первой очереди" внедрили 454 из 1121 приспособления, 1089 из 2931 наименования инструмента и ни одного специального станка. Особенно много проблем доставляло изготовление техоснастки, часто единичной и уникальной: при мощности цеха приспособлений максимум в 100 единиц в месяц требовалось 1759 индексов только по одному экземпляру. Для спешного исправления положения, признанного "катастрофическим", Главк перебросил часть заказов на другие заводы. 

Первый дизель В-2, полностью изготовленный в новом корпусе, был собран 12 августа 1938 г. С этого времени отдел 400 начал входить в график выпуска моторов, а собранные дизели имели меньше дефектов. В январе 1939 г. на ХПЗ произошли существенные перемены: ввиду важности дизельного производства для обороны страны из состава завода Й 183 постановлением правительства были выведены только что построенные главный корпус 400, цветно-литейный, кузнечный и штамповочный цехи, в которых сосредоточился выпуск дизеля В-2. К ним присоединили модельный и инструментальный цехи ХПЗ, образовав новый дизельный завод. В него вошел и исследовательский НИИ-466. 

В главном корпусе были объединены все механические цехи. Здесь же находился сборочный цех и испытательная станция. Сборка моторов велась поточным методом - на линиях и конвейерах. На заводе были освоены новейшие для того времени технологические процессы: горячая штамповка с минимальными припусками, сверловка отверстий в блоках и картерах на многошпиндельных станках, расточка шатунов и вкладышей на алмазно-расточных станках и другие. 

Завод, в силу упомянутых "авиационных" причин, получил наименование Государственный дизелестроительный завод 18-го ГУ НКАП. Его первым директором стал авиаинженер из ЦИАМ Г.Д. Брусникин, главным инженером П.Д. Лаврентьев. Управление главного конструктора возглавил Т.П. Чупахин, его заместителем стал Я.Е. Вихман. Серийное КБ возглавил И.Я. Трашутин. Вскоре завод переименовали в Государственный союзный завод Й 75 НКАП, а затем, сохранив свой номер, он перешел в ведение Наркомата среднего машиностроения, где находился и завод Й 183. 

Первоначальным заданием завода Й 75 был выпуск дизелей В-2 для легкого танка БТ-7М и В-2В для артиллерийского тягача "Ворошиловец". Программа на 1939 г. составляла 1000 дизелей. В то же время шла подготовка В-2 к повторным госиспытаниям. Для этого собрали 12 дизелей-эталонов. В мае-июне 1939 г. три из них, "серийно-эталонных", смонтировали для испытаний на стенде, тягаче и танке. Первый отработал установленный моторесурс в 100 часов без замечаний, показав максимальную мощность 500 л.с. при хорошем удельном расходе топлива - 165...166 г/л.с.Зч. Второй мотор испытывался в танке БТ-7М в течение 130 часов, после чего был передан на стенд для снятия параметров. Проблемами сопровождались лишь испытания третьего дизеля, дефорсированного до 345 л.с. для работы на арттягаче, впрочем, из-за частых поломок самого "Ворошиловца". По итогам испытаний все дизели получили оценку "хорошо". Главным заключением госкомиссии было: "дизель-мотор В-2 может быть внедрен в серийное производство". Все дизели проходили Государственные испытания с топливной аппаратурой заводского изготовления, сменившей прежнюю импортную (немецкую). 

Перед запуском в серию эталон 1939 г. получил более жесткую головку блока и новое уплотнение, обеспечивающее надежный газовый стык. Приказ Наркомата за подписью И.А. Лихачева о передаче дизеля В-2 в серийное производство появился 1 сентября 1939 г., совпав с началом Второй мировой войны. 

Помимо основного варианта, завод Й 75 изготовил более мощный двигатель В-2К для тяжелых танков КВ. В результате увеличения частоты вращения от 1800 до 2000 об/мин и среднего эффективного давления от 6,5 до 7,0 кгс/см2 была достигнута мощность 600 л.с. В августе и в октябре 1940 г. дизели В-2К были испытаны на установочной партии танков КВ. 

Однако еще раньше, во время советско-финской войны (1 декабря 1939 г. - 13 марта 1940 г.), дизели В-2 прошли настоящую проверку боем. Уже 17 декабря 1939 г. первый из выпущенных КВ пошел в бой, затем к нему присоединились еще два танка. "Тридцатьчетверки" с дизелями В-2 тогда испытывались на полигоне и готовились к опробованию в первом длительном пробеге. Решением Комитета обороны дизель В-2 в 1939 г. был принят на вооружение РККА в трех модификациях: В-2 - 500 л.с., В-2К - 600 л.с., В-2В - 375 л.с. 

На заводе шли опытно-конструкторские работы над другими проектами. Коллективом НИИ-1600 в сентябре 1939 г. был предложен проект рядного шестицилиндрового дизеля В-4 ("половинки" В-2) мощностью 250...300 л.с. при 1800...2000 об/мин; проходил испытания серийный В-2, форсированный до 650 л.с.; изготавливались опытные образцы танкового инерционного стартера; шла разработка нового дизеля моноблочного типа с несущим нижним картером. 

К 1 сентября 1939 г. в НИИ-1600 собрали первые два рядных дизеля В-4, один из которых прошел 100- часовые испытания; за ним последовали еще три мотора, обкатанных на стенде. В 1940 г. в институте изготовили мотор, рассчитанный на повышенный ресурс 250 часов. Дизель, предназначавшийся для "тридцатьчетверки", получил обозначение М-250. Его экземпляр Й 2 на стенде отработал около 350 часов. Такого резкого роста ресурса потребовала комиссия НКО по испытаниям Т-34. Приходилось спешить и, несмотря на отмеченный при работе "заброс" температуры масла и возросший расход топлива, два дизеля было решено предъявить на госиспытания, установив их на танки Т-34. Однако "волевое решение" вдвое увеличить моторесурс при напряженной работе танкового мотора себя не оправдало: испытания танков, проведенные в августе-сентябре 1940 г., закончились серьезными поломками обоих моторов. Эта работа требовала более тщательного подхода. 

В конце 1940 г. НИИ-1600 подготовил для ходовых испытаний в танке Т-34 другой опытный дизель В-5 с изменением регулировки в нефорсированном (мощностью 500 л.с. при 800 об/мин) и форсированном (до 650 л.с. при 2100 об/мин) вариантах. Последние были отправлены в Ленинград на Кировский завод для испытаний в танках КВ. 

Летом 1940 г. завод Й 75 получил значительную помощь: было увеличено финансирование строительства, снабжение завода переведено в ранг приоритетного, с других предприятий переведены около 500 квалифицированных рабочих. На тот момент завод был единственным изготовителем танковых дизелей, и Наркомсредмаш приказал выпускать их круглосуточно, в три смены. Для этого цех топливной аппаратуры перевели из главного корпуса в отдельное пятиэтажное здание, однако это решение не было удачным - работе точного оборудования мешала вибрация междуэтажных перекрытий. В конце концов пришлось начать строительство нового цеха площадью 30 000 м2. Его возвели очень быстро, но пустить в эксплуатацию помешала война. 

В связи с тем, что постановлением ЦК ВКП(б) и СНК СССР предусматривался значительный рост выпуска новых танков с подключением других заводов, производственный план заводу Й 75 утвердили в количестве 2000 дизелей, а затем увеличили до 2700. Фактически из-за недооснащенности цехов и значительного процента брака выпустить удалось 1933 мотора. Тем не менее, на I квартал 1941 г. план по выпуску В-2 составил 2500, а на II квартал - 3280 моторов. Для расширения производства и удовлетворения возрастающих потребностей в узлах и агрегатах при заводе Й 75 был организован филиал, размещавшийся также в Харькове на бывшем танкоремонтном заводе Й 48. Однако, через полгода, в связи с началом войны, его пришлось вернуть наркомату обороны для ремонта бронетехники. 

Завод Й 75 наращивал темпы. В I квартале 1941 г. выпуск дизелей типа В-2 возрос по сравнению с тем же периодом 1939 г., начального года производства, в 19 раз. Параллельно шло их интенсивное конструкторское и технологическое совершенствование. В 1940 г. пошла в производство улучшенная третья серия, с начала 1941 г. ее сменила четвертая. 

Наряду с базовым дизелем, была изготовлена техдокументация на производство рядного 300-сильного дизеля В-4. После успешного прохождения им ходовых испытаний в январе-марте 1941 г. харьковские дизелисты передали все наработки по В-4 на ленинградский завод Й 174, где разворачивалось производство танков Т-50, для которых они предназначались. На должность заместителя главного конструктора завода Й 174 из Харькова был командирован М.П. Поддубный. 

Для нужд судостроения завод Й 75 срочно изготовил модификации В-2 правого и левого вращения - В-2Л и В-2П (встречное направление вращения компенсировало гироскопический момент гребных винтов в спаренных силовых установках кораблей). В феврале 1941 г. они успешно прошли официальные 100-часовые испытания, подтвердив заданные параметры при работе по винтовой характеристике. Судовые модификации были приняты корабелами для эксплуатации в военном судостроении. 

Наиболее впечатляющие результаты были достигнуты при испытаниях модификации В-2СН, оборудованной системой наддува от приводного нагнетателя, заимствованного от авиамотора АМ-38: мощность модифицированного двигателя достигла 850 л.с. Один такой дизель отправили на Кировский завод, где в июне 1941 г. он прошел ходовые испытания в опытном тяжелом танке КВ-3. 

Одновременно шла работа по повышению ресурса и надежности мотора, отлавливались "блохи": отказы и мелкие дефекты. За месяц до начала войны на заводах Й 183 и Й 75 побывал новый нарком среднего машиностроения В.А. Малышев. Нарком потребовал увеличения моторесурса и повышения характеристик двигателя, особо заметив, что "мотор должен обладать сверхнадежностью!", словно предчувствуя, в каких сложнейших условиях войны вскоре предстоит работать дизелю. 

К июню 1941 г., через 20 месяцев после начала серийного производства, завод Й 75 освоил пять модификаций дизеля: В-2 - для легкого танка БТ-7М; В-2/34 - для среднего танка Т-34; В-2К - для тяжелого танка КВ; В-2В - для арттягача "Ворошиловец"; В-4 - для легкого танка Т-50.