В те годы основной частью ВВС являлась эскадрилья. По штату ей полагалось иметь 12 ТБ-3, а также три биплана Р-5 для тренировки и связи. Укомплектование одной тяжелобомбардировочной эскадрильи обходилось примерно в 8 миллионов рублей.
К пилотам тяжелых бомбардировщиков предъявляли очень высокие требования. Они обязательно должны были налетать значительное количество часов на Р-5 и ТБ-1, причем на последнем — на правом и левом сиденьях. Затем полагалось 18 полетов с инструктором на ТБ-3. Командирам самолетов кроме этого, предписывались длительные тренировки на правом сиденье ТБ-3 в качестве вторых пилотов. И вдобавок, командиру предъявлялось требование о наличии партийного стажа. На практике оказалось, что эта сложная и громоздкая система сдерживает освоение новых бомбардировщиков. Нужного количества пилотов, соответствующих всем требованиям, просто не оказалось. Да и тех, кого нашли, пришлось пропускать через долгую процедуру тренировок. В результате боеспособных самолетов стало существенно больше, чем подготовленного летного состава. Кроме этого, длительное обучение поглощало моторесурс и горючее. Пришлось понизить требования по налету и сократить программу тренировок, поскольку к 1 января 1933 г. требовалось по плану подготовить 200 экипажей.
Тяжелобомбардировочные эскадрильи объединялись в бригады. Бригада полного состава имела четыре эскадрильи ТБ-3 (всего 49 машин), эскадрилью «крейсеров» Р-6 (12 самолетов) для дальнего сопровождения и разведки и эскадрилью истребителей И-5 (31 штуку) для прикрытия аэродромов и эскорта близ линии фронта. Таким образом создавалась стройная структура стратегической авиации. Все это делалось впервые в мире. Бригады обычно сначала формировались из двух эскадрилий, а потом разворачивались до полного состава.
Реально на 1 октября 1932 г. в трех эскадрильях в Монино насчитывалось 10 ТБ-3, в Ржев не поступил ни один, шесть оказались в Воронеже и еще 13 перегнали по воздуху на Дальний Восток. Надо сказать, что перелет на такое расстояние в те времена выглядел достаточно сложным. Командовал перегонкой С.А. Шестаков, тот самый, который слетал в Америку на «Стране Советов». На различных этапах ТБ-3 держались в воздухе до 12–14 часов. 7 ноября два бомбардировщика 105-й тяжелобомбардировочной эскадрильи (ТБАЭ) гордо проплыли над Хабаровском в сопровождении пятерки Р-6. Но к 27 октября ВВС успели принять 93 ТБ-3, из которых один благополучно разбили в катастрофе.
На 1 января 1933 г. в рядах ВВС РККА уже числились 144 ТБ-3 и только один из них являлся неисправным. К концу года четырехмоторных машин в строевых частях стало больше, чем ТБ-1, но они пока лишь дополняли, а не вытесняли последние.
Четырехмоторные гиганты оказались достаточно устойчивы в воздухе и покладисты в пилотировании. Вот отзывы из бригад, осваивавших новую машину. «Конструкция корабля ТБ-3 в основном вполне удовлетворительна, прочна и может выдержать самые неблагоприятные условия эксплуатации, при условии увеличения надежности моторной группы». «Качество продукции завода № 22 в основном удовлетворительное, за исключением мелких дефектов».
Но и дефектов насчитали немало. «Наличие многих вмятин на обшивке, прорывов гофра, забоин, трещин около заклепок и в других местах, трещины в узлах, недотяжка болтов, отсутствие шплинтовки соединений… Бензиновые баки текут, главным образом по швам…» Краска, которой покрывали самолет, оказалась непригодной для металла — шелушилась, вспучивалась и отлетала. Инструкция по эксплуатации грустно констатировала: «…окраска, легко сползающая под влиянием дождя, а зачастую и просто в полете, не может выдержать даже бережного обмывания мягкими тряпками…» Бывали и очень серьезные случаи выворачивания узла полуоси шасси на взлете. Поэтому на последних сериях 1933 г. ставили усиленные полуоси, которые также рассылали по бригадам.
Особые нарекания вызывала мотоустановка: разрушались водорадиаторы, текли и обрывались различные трубопроводы, ломались коленчатые валы двигателей. В строевых частях столкнулись и с другими неприятностями, например — трещинами в горизонтальных трубах тележек шасси. Свой вклад в эту картину внесли примитивные условия обслуживания на полевых аэродромах. Так, для того, чтобы собрать ТБ-3, в частях попросту копали огромную яму с профилированными откосами, укладывали туда секции и соединяли их болтами. Это было куда легче, чем изготовление сложной многоярусной системы козел, предписанной регламентом.