Передав в серийное производство в 1935 году самолёт «Сталь-3» с двигателем воздушного охлаждения, коллектив, возглавляемый А. И. Путиловым, начал проектировать более скоростной почтово-пассажирский самолёт под серийный двигатель М-100А жидкостного охлаждения в 860 л.с. Для нового пятиместного самолёта, получившего название «Сталь-11», была избрана схема моноплана с низко расположенным крылом.

Конструкция «Сталь-11» смешанная. Каркас фюзеляжа и крыла площадью 31 м2 из нержавеющей стали. Обшивка — из бакелитовой фанеры. Она наклеивалась на специальные полосы такой же фанеры, прикрепленные к полкам лонжеронов, нервюр, шпангоутов и стрингеров.

Сочетание нержавеющей стали с бакелитовой фанерой при очень точно рассчитанном ажурном каркасе дало особо лёгкую и жесткую конструкцию с гладкой чистой поверхностью. Вес пустого самолёта — 1830 кг, взлётный — 2700 кг. Запас прочности допускал эксплуатацию с перегрузкой.

Крыло «Сталь-11» специального скоростного профиля ЦАГИ имело закрылки большой площади. Удачная компоновка, хорошая общая аэродинамика и мощный двигатель позволили добиться высоких лётных качеств. Самолёт прошел всесторонние испытания. С убранным шасси он развивал скорость до 430 км/час (при посадочной — 80 км/час), набирал высоту 8 тыс. м. Высокую скорость самолёт показывал и с лыжным шасси.