Этот самолет имел крыло типа чайка, расположенные тандемно кабины пилота и наблюдателя, тонкий фюзеляж, в котором был установлен двигатель Curtiss Conqueror V-1570-25 мощностью 600 л.с., и шасси с раздельными основными стойками и большими обтекателями колес. Крыло сверху было прикреплено канатами к четырем подкосам-кабанчикам, расположенным над фюзеляжем, а снизу крепилось проволочными расчалками к нижней части самого фюзеляжа. Цельнометаллический самолет имел отличные обводы, которые немного портила гофрированная дюралевая обшивка, покрывавшая фюзеляж позади капота двигателя. ХО-31 сначала плохо держал направление, в связи с чем проводились эксперименты с различными по конфигурации килями и рулями направления, а также с дополнительным вертикальным оперением.

Вторым построенным самолетом был YO-31, который отличался двигателем Curtiss Conquer V-1570-7 с редуктором и увеличенным вертикальным оперением.

Четыре самолета YO-31A, поставленные в первой половине 1932 года., были радикально модифицированы: они имели эллиптическое крыло, новое хвостовое оперение, фюзеляж с гладкой обшивкой из металлических листов и фонарь над кабинами экипажа. Хвостовое оперение часто менялось, а на последнем варианте О-31А было установлено вертикальное оперение большого размаха с острой законцовкой.

Единственный самолет YO-31B был невооруженным транспортным самолетом для перевозки личного состава, а один YO-31C имел свободнонесущее шасси с обтекателями и подфюзеляжный выступ, который позволял наблюдателю более эффективно стоя вести огонь из пулемета калибра 7,62 мм.