Все труднее становилось и нашим самолетам этого типа. Их ресурс давно уже был израсходован, летные данные упали, но, несмотря на тяжелые потери, бомбардировщики Ильюшина продолжали летать. Война создавала дополнительные трудности, но и они решались. Так, например, в условиях недостатка высокооктановой добавки — этиловой жидкости ОСТ40033 или американской 1-Т, был разработан и применен на практике способ двойного бензопитания самолетов ДБ-3 и Ил-4. Взлет производился на основном топливе — авиабензине 4Б-74 с октановым числом 92, после набора крейсерской высоты летчик переключал двигатели на питание от баков заправленных тем же Б-74, но с меньшим содержанием антидетонатора. При этом давление наддува ограничивалось до 720 мм рт. ст., а остаток высокооктанового топлива мог быть использован для выполнения противозенитного маневра или ухода от истребителей. Никакой дополнительной регулировки моторов для перевода на двойное питание не требовалось. Постоянный дефицит запчастей, особенно по части винтомоторной группы, толкал на поиск заменителей. Так, воздушные винты В-85 и ВИШ-3 со старых ДБ-3 и ВИШ-23 с Ил-4 оказались полностью взаимозаменяемыми, но, конечно, если вместо винта изменяемого шага приходилось ставить старый В-85, характеристики падали. Разработаны были и способы восстановления гнутых лопастей, заклепки пулевых пробоин в них и ремонта механизмов изменения шага.
Проводилась работа и по совершенствованию наземной системы обеспечения полетов. Взамен потерянных строились новые авиабазы, а в начале 1942 года на Балтике заработал, построенный специально для самолетов дальней и морской авиации, радиомаяк. До войны надеялись на внезапность — в первой атаке собирались ориентироваться на крупные постоянно работающие радиостанции на территории противника и, естественно, просчитались.
Улучшалось вооружение — так, например, были введены дополнительные стабилизаторы для «низковысотных» торпед. Конечно, не все получалось, например, довести до совершенства торпеды типа 45-36-АВ так и не удалось, но все эти меры позволяли поддерживать на должном уровне боевую эффективность частей, вооруженных самолетами ДБ-3 — некоторые экземпляры на советско-германском фронте продолжали летать до конца 1943 года. Летчики не хотели расставаться с милыми сердцу «букашками». И не удивительно — даже потрепанные, заплата на заплате, ДБ-3 оставались проще и приятнее в управлении, чем Ил-4 многих серий, особенно выпуска 1942-43 годов. И все же именно «четверка» стала базой для дальнейшего совершенствования типа. Последним же потомком первозданного ДБ-3 стал проект тяжелого ночного перехватчика. Его вооружение должны были составить спаренные пушки ШВАК в носовой и средней стрелковых точках и спаренный крупнокалиберный УБТ для обстрела нижней полусферы. «Летающая зенитная батарея» предназначалась для ПВО Москвы. Трудно сказать, имела ли бы она успех, ведь в отличие от немецких Дорнье Do 217 N-2 и J-2, а также британских «Бофайтеров», не было ни бортового радиолокатора, ни надежной наземной системы наведения на цель. Во всяком случае, проект так и не был реализован, и единственной победой ДБ-3 в «наступательном» воздушном бою стал Ju 52, пытавшийся еще летом сорокового года вывести с аэродрома Лангсберг в Эстонии значительное количество документов государственной важности и материальных ценностей. Нарушитель был перехвачен парой ДБ-3Т из 1-го мтап.
Уже в первые недели войны АДД перешла на одиночные ночные полеты, под влиянием неудач отказавшись от «эскадренной» тактики. Постепенно оставшиеся в строю ДБ-3 стали переводить на выполнение разведывательных полетов и второстепенных заданий. Одной из новых профессий самолета стала буксировка десантных планеров, доставлявших грузы и людей в тыл врага Такие полеты также были нелегкими — производились они исключительно ночью, специальными скрытыми огнями для ориентировки пилотов планеров буксировщики оборудованы не были, а включение штатных АНО демаскировало аэропоезд. Ориентировались, в основном, по выхлопным патрубкам, но видны они были плохо, да и тусклые пульсирующие огоньки быстро утомляли глаза. Тем не менее только за апрель-май 1943 года немногочисленные Ил-4 и ДБ-3 совершили лишь на Калининском фронте 96 буксировок с минимальными потерями.