4) Для разгрузки механического оборудования серийных заводов в конструкции было применено большое количество литых деталей (свыше 600 наименований) и сварных деталей из недефицитной стали (свыше 4000 наименований) .
Все эти конструктивно-технологические преимущества нового самолета позволили заводу №166 сравнительно быстро в тяжелейших условиях 1941- 1942 гг освоить серийное производство Ту-2. Еще до получения результатов совместных испытаний опытного "103В", Ту-2 уже находился в серийном производстве и начал поступать в эксплуатацию в боевые части ВВС РККА.
Самолеты головной серии собирались еще из деталей задела, привезенного из Москвы и предназначавшегося для первых серийных самолетов "103У". Головные самолеты получили обозначение "103ВС" (с марта – Ту-2 2М-82). Первый головной серийный самолет "103ВС" был выпущен заводом в феврале 1942 г. Первая серия машин из пяти самолетов была закончена в апреле 1942 года. В апреле-мае выпускается вторая серия машин, полностью собранных из деталей, выпущенных на заводе №166. Всего, до момента официального прекращения серийной постройки Ту-2 в октябре 1942 года на заводе было построено 80 самолетов, которые были выпущены в семи сериях, (см.таблицу).
В основном самолеты выпускались в варианте фронтового пикирующего бомбардировщика и лишь несколько самолетов по просьбе ВВС были выпущены в варианте самолета-разведчика. Самолеты №№713, 714, 716 и 718 из последней серии в дальнейшем были переданы в 1943 – 1944 годах в КБ А.Н.Туполева и перевезены в Москву, где дорабатывались по программе создания модификаций Ту-2С и Ту-2Д и др.
Еще до окончания совместных испытаний опытного самолета "103В", в апреле 1942 года на заводе №166 были подготовлены три серийных самолета Ту-2 2М-82 для проведения войсковых испытаний. Эти три первые машины были переданы НИИ ВВС для эксплуатационно-технических испытаний, которые стали первым этапом войсковых испытаний, после чего они должны были попасть на фронт для проверки в боевых условиях. Испытания проводились на аэродроме НИИ ВВС в Чкаловской с 17 мая по 29 июля 1942 года. Для оказания технической помощи летному и техническому составу НИИ ВВС в скорейшем освоении самолета Ту-2, имевшего принципиально новые агрегаты и системы, в НИИ ВВС была командирована бригада конструкторов КБ под руководством Д.С.Маркова. В эту бригаду вошли такие ведущие специалисты КБ, как А.В.Надашкевич, Б.С.Иванов, А.И.Цветков, Ю.В.Любимов; туда же была направлена бригада отдела ремонта под руководством П.М.Шувалова. Испытания проходили в ускоренном темпе и были закончены в конце июля 1942 года с хорошей оценкой самолета. О ходе испытаний Д.С.Марков почти ежедневно по "ВЧ" информировал А.Н.Туполева. В случае возникавших затруднений принимались экстренные меры по выправлению положения. Например, в ходе испытательных полетов выяснилось, что машины не обеспечивают заданной скорости на второй границе высотности. ВВС приостановили приемку готовых серийных машин, под угрозой оказались и испытания в НИИ ВВС. А.Н.Туполев со специалистами КБ оперативно устанавливают причину, заключавшуюся в недостаточной высотности магнето БСМ-14 двигателей М-82. А.Н.Туполев связался по этому вопросу с профессором ВВИА им. Н.Е.Жуковского, крупнейшим отечественным специалистом в области авиационного электрооборудования B.C.Кулебакиным. В лаборатории ВВИА магнето было доработано, испытано и вскоре запущено в серию с индексом "В" -"высотное". В дальнейшем, после комплекса доработок, двигатели М-82 и его развитие М- 82ФН избавились от этого дефекта.
По результатам испытаний головных Ту-2 в августе 1942 г. был выпущен Отчет (дата утверждения отчета 22.08.42 г. формально считается датой окончания совместных испытаний Ту- 2), в заключении к Отчету НИИ ВВС отмечал:
"Серийные самолеты Ту-2 постройки завода №166 по своим летным свойствам, надежности работы моторов и вооружению могут быть использованы в боевой работе для выполнения задач дневного бомбометания с горизонтального полета по ближним тылам врага с ограниченной до 5000 м высотой полета.
Предложить заводу №19 поставить для установки на самолет Ту-2 моторы М-82, обеспечивающие нормальную эксплуатацию самолета на всех высотах до потолка и устранить недостатки, отмеченные в "выводах" и дефектной ведомости.
Предложить заводу №166 на всех самолетах Ту-2 поставить на верхних стрелковых точках крупнокалиберные пулеметы для усиления огневой мощи задней полусферы, а также устранить недостатки, перечисленные в дефектной ведомости, и в первую очередь улучшить тормозную систему. "