MB 131 Nowy samolot oznaczony jako MB 131 zachował jedynie ogólny układ poprzednika, jako dwusilnikowego dolnopłata, natomiast oprócz tego był w zasadzie nową konstrukcją. Wyróżniał się opływowym wydłużonym kadłubem ze stanowiskiem strzeleckim w zaokrąglonym przodzie i z gładkim poszyciem, mocowanym spłaszczonymi nitami, lepszym z punktu widzenia aerodynamiki. Pierwszy prototyp MB 131-01 został oblatany 12 sierpnia 1936 roku. Początkowo samolot był czteromiejscowy (kategorii RB4 – czteromiejscowy rozpoznawczo-bombowy). Testy samolotu rozpoczęto w grudniu. Lotnictwo jeszcze w 1936 roku zamówiło pierwszą serię, zastępując pierwotne zamówienie na 40 sztuk MB 130.

Podczas prób w locie wykazywał on sporo braków, które wyeliminowano w nowym prototypie, który został oblatany 5 maja 1937 roku. Załogę powiększono w nim do pięciu osób (RB5), przesunięto wieżę grzbietową i dodano dolną wysuwaną wieżę. Silniki GR 14 Kirs/Kjrs 870 KM zostały następnie zastąpione przez ulepszone Gnome-Rhône 14N 10/11 o tej samej mocy. Podczas badań pierwszego samolotu seryjnego okazało się jednak, że skomplikowanie i masa wysuwanej wieży nie kompensują zalet zmniejszenia oporu aerodynamicznego i na samolotach seryjnych zastąpiono ją przez płytką stałą gondolę z karabinem maszynowym.