Рычагов потребовал быстрой доработки самолета и его моторов, однако в начале апреля 1941 г. он был отстранен от должности, а вскоре после этого арестован.
В середине апреля 1941 г. опытный Ер-2 с М-40Ф был выведен на аэродром и совершил ряд рулежек и подлетов. В начале мая машину перегнали в Раменское на испытательный аэродром Летно-испытательного института. Самолет летал нечасто, в основном из-за выявившейся низкой надежности турбокомпрессоров, у которых то и дело рассыпались подшипники и «летели» лопатки. В конце мая оба мотора М-40Ф вышли из строя и были отправлены на завод-изготовитель.
Ведущим летчиком по Ер-2 с М-40Ф в ЛИИ НКАП назначили Г. М. Шиянова. До начала войны ему удалось выполнить 15 полетов, при этом пришлось еще не раз менять турбокомпрессоры и кожухи выхлопных коллекторов. Кроме того, выявился повышенный расход масла, поэтому потребовалось значительно увеличить объем маслобаков. С 7 июня проводившиеся испытания постановлением правительства были переведены в разряд совместных с НИИ ВВС, для чего в Раменское прибыли военные летчики облета.
На следующий день после начала войны начальник ЛИИ НКАП М. М. Громов утвердил акт об испытании самолета Ер-2 с моторами М-40Ф. Одной из задач испытаний являлась проверка максимальной скоростной дальности машины при длительности полета порядка 17–20 часов. В соответствии с расчетами максимальная скорость машины должна была составить 480 км/ч, на испытаниях удалось получить всего 448 км/ч. Недобор скорости ведущий инженер Н. С. Рыбко объяснял меньшей номинальной мощностью двигателей, неучтенной интерференцией открытых жалюзи системы охлаждения и крыла, а также неубирающимся хвостовым колесом.
В письме в наркомат авиапромышленности, направленном 5 августа 1941 г., Ермолаев высказывал претензии к двигателистам:
Весной и в начале лета 1941 г. довольно вялыми темпами продвигалось переоборудование самолета ТБ-7 зав. № 4225 двигателями М-40Ф. Машину оснастили новыми моторами еще в апреле 1941 г. и отправили в НИИ ВВС, но официальные испытания ее так и не начались, поскольку многие недостатки, в том числе и силовой установки, остались неустраненными. Принципиально неустранимым без капитального ремонта самолета оказалось, к примеру, отсутствие эффективного «керосинового» протектора на топливных баках. Обычная губка «аназот», разбухавшая в среде бензина и затыкавшая отверстия в бензобаках, не выполняла своих функций при появлении керосиновой течи. Что касается самих моторов, то они страдали отказами турбокомпрессоров, не желали устойчиво работать на большой высоте на экономическом режиме, а также самовыключались при планировании самолета на посадку.