samolot miał osiągać prędkość maksymalną 190 km/h i pułap 3000 metrów. Do projektu szereg uwag wniosły linie lotnicze PLL LOT, żądając m.in. zwiększenia wysokości kabiny pasażerskiej i wysunięcia kokpitu przed płat. W rezultacie projekt pierwotny został zarzucony na rzecz nowego, opracowanego na początku 1929 roku i oznaczonego PWS-21 bis. Samolot dostosowany został do wymagań przyszłego użytkownika: wysokość kabiny pasażerskiej zwiększono do 1,8 metra i przesunięto kabinę pilotów do przodu; zmieniono też obrys płata na eliptyczny i zmodyfikowano podwozie na wzór Fokkera F.VII. Budowę płatowca, zamówionego przez Ministerstwo Komunikacji, rozpoczęto w 2. połowie 1929 roku; 20 grudnia tego roku przeprowadzono na nim próby statyczne. Prototyp został oblatany w kwietniu 1930 roku na lotnisku w Białej Podlaskiej przez pilota fabrycznego Franciszka Rutkowskiego.
PWS-21 bis otrzymał znaki rejestracyjne SP-AEC, po czym został skierowany na badania do Instytutu Badań Technicznych Lotnictwa.