Гораздо более существенным было изменение тактики применения Пе-2. Важным этапом на пути повышения эффективности поражения объектов явился переход к бомбометанию с пикирования звеньями и эскадрильями, произошедший в конце 1943 г. Оценки выполнения бомбометания в 284-м бап показали, что если раньше средние радиальные отклонения от цели превышали 200 м, то после внедрения этого способа атаки они сократились до 18м. 284-й полк, применяя бомбометание с пикирования, нанес большой ущерб железнодорожным перевозкам врага. Приказ по ВВС требовал к началу октября 1943 г. обучить боевому применению с пикирования по одному полку Пе-2 в каждой дивизии.
Поиск путей повышения эффективности бомбардировочных ударов привел к появлению одного из наиболее совершенных способов действия бомбардировщиков в районе цели – удару с пикирования из боевого порядка "круг".
Сущность его заключалась в ударе по объекту выстроившихся в круг самолетов последовательно, друг за другом.
При этом каждый экипаж делал по несколько заходов на цель. При использовании такой тактики не только возросло время пребывания бомбардировщиков над целью, но также и улучшились условия выполнения противозенитного маневра и организации прикрытия истребителями.
Одним из создателей этого тактического приема был командир 2-го гв. бак генерал-майор И.С. Полбин. 15 июня 1944 г. он лично возглавил группу из 25 бомбардировщиков, получивших во время Львовско-Сандомирской операции задание уничтожить скопление танков и артиллерии противника. Механизм "полбинской вертушки" был отлажен очень четко. Когда ведущий выходил из пикирования, следующий за ним самолет заходил на цель, строго выдерживая дистанцию. Выйдя из пикирования, первый бомбардировщик боевым разворотом пристраивался к замыкающему и образовывал кольцо. За пять заходов группа Полбина уничтожила 180 автомашин, 9 танков, десятки полевых орудий, другую технику. При этом истребители прикрытия непрерывно барражировали выше и ниже группы "пет- ляковых", отгоняя FW 190 и Bf 109.
По результатам этого и других подобных ударов было установлено, что оптимальным составом "вертушки" были 12-15 Пе-2. За время Львовско-Сандомирской операции при бомбежке из замкнутого круга бомбардировщики не потеряли ни одного экипажа. Зенитчикам было трудно вести прицельный огонь по самолетам, у которых постоянно менялись курс, высота и скорость. В дальнейшем экипажи корпуса стали использовать усложненный тактический прием, проводя атаки не с одного, а с различных направлений.
Если тактика пикировщиков непрерывно менялась, то их боевые порядки за время войны не претерпели серьезных изменений. Когда количество самолетов в полках и дивизиях стало достаточным, то основу любого порядка стали составлять звенья трехсамолетного состава, в которых самолеты строились в "клин", реже в "пеленг" с интервалами 20-30 м. При разомкнутых порядках интервалы возрастали до 100 м. Эскадрилья действовала "клином", "пеленгом" или "колонной звеньев". Полки строились аналогично, но в них применяли и порядок "змейки". Полк обычно базировался на одном аэродроме, после взлета группа собиралась и затем шла на задание.
В первой половине 1944 г. в конструкцию Пе-2 внесли еще ряд небольших изменений. С 301-й серии переделали верхний люк стрелка-радиста: откидной козырек вынесли вперед за контуры люка. Но программа опытных работ, начатая Мясищевым в августе 1943 г., не дала практического результата. Наиболее близок к удаче был Пе-2Б, рекомендованный военными в серию. Его собирались сделать эталоном Пе-2 вначале на весь 1944 г., а затем на его вторую половину. Но испытывался он в НИИ ВВС в мае-июне 1944 г., когда уже летал куда более совершенный Пе-2И. И вот тогда Мясищев, Окулов и вместе с ними НКАП в целом совершили серьезную ошибку. Несмотря на требования военных, авиапромышленность фактически отказалась от внедрения трех основных "изюминок" Пе-2Б – новой кабины с установкой ФЗ, нового люка стрелка- радиста, открывающегося наружу и облегчающего оставление самолета, а также аварийной механической системы уборки тормозных решеток. Нарком Шахурин мотивировал решение тем, что скорое внедрение в серию Пе-2И, имевшего скорость 650 км/ч, решит все проблемы и сделает ненужным "промежуточный шаг" – Пе-2Б. Но мощный поток Пе-2И так никогда и не хлынул в строевые части, а десятки и может быть сотни экипажей "пешек" расплатились своими жизнями за это опрометчивое решение.