«Автопилота на самолете нет, а по своей природе Ил-4 неустойчив, каждую секунду норовит завалиться в крен, уйти с курса, задрать или опустить нос. Нужно беспрерывно крутить штурвал… Гул моторов, однообразные движения штурвалом то вправо, то влево, на себя, от себя укачивают, прямо-таки убаюкивают. И летчик как будто и с открытыми глазами сидит, но приборов не видит. Его сознание на миг отключается. Спит человек. Сон этот длится секунду, может, две, но тут же, мгновенно очнувшись, кажется тебе: спал вечность! А поэтому руки начинают бессознательно крутить штурвал, и не всегда в ту сторону, куда нужно… Все это хорошо знали, но выдержать постоянное напряжение в длительных полетах не могли. Это было выше физических сил. Насколько штурмовик был хорош, настолько наш бомбардировщик, мягко говоря, был не очень хорош».
В акте по результатам очередных государственных испытаний, проходивших в сентябре — октябре 1940 года, констатировалось: «Самолет стоит ниже Ю-88, До-215 и «Норт Америкен», и надежность также ниже».
В конце концов назрел принципиальный вопрос о боевой ценности бомбардировщика С.В. Ильюшина и замене его на что-нибудь более приличное. Но, оказалось, что выбирать не из чего. В ноябре был возобновлен выпуск доведенных до ума моторов М-88Б, ими стали оснащаться все серийные ДБ-Зф. Дефекты самолета медленно, но устранялись. Он потяжелел почти на тонну, поэтому скорость выросла незначительно и составила около 400 км/ч на высоте 4500 м и 335 км/ч у земли; потолок — 10 000 м, дальность полета — 3300 км, предельная бомбовая нагрузка — 2500 кг (1000 кг — на внутренней подвеске). По совокупности параметров самолет не уступал большинству зарубежных аналогов, созданных во второй половине 30-х годов, обладал высокой энерговооруженностью и великолепной скороподъемностью. Еще одним козырем Ильюшина была высокая технологичность машины, благодаря которой ДБ-Зф/Ил-4 выпускали до конца Второй мировой войны.
Конкуренцию ДБ-Зф перед войной пытался составить «сверхдальний» ДБ-240 (Ер-2) — переделка в бомбовоз двухмоторного пассажирского самолета «Сталь-7» конструкции P.Л. Бартини с крылом типа «обратная чайка». После того, как в январе 1938 года «фашистского шпиона» арестовали, машину хотели просто сжечь, но затем передумали. 29 июля 1939 года постановлением Комитета обороны №-227 было утверждено техническое задание на бомбардировщик, развивающий максимальную скорость 500 км/ч, с дальностью полета 5000 км — дабы иметь возможность бомбить Мальту или самое логово «поджигателей войны» — Лондон — смотря по обстоятельствам. В грузовом отсеке должны были помещаться четыре бомбы калибра 250 кг или такое же количество 500-кг фугасок. В то время как в фюзеляже «ила» можно было подвесить лишь десять бомб ФАБ-100 или ФАБ-50.
Работу поручили ОКБ-240 под руководством В.Г. Ермолаева, организованному в системе Гражданского Воздушного Флота. Ему предстояло превратить смешанную конструкцию в металлическую, сохранив общую схему, размеры, другие параметры и представить первый экземпляр машины не позднее 10 апреля 1940 года. Выдающихся летных данных намечалось достичь путем установки двух двигателей М-106 мощностью 1350 л.с. Однако М-106 к требуемому сроку довести не удалось. Помешали серьезные эксплуатационные дефекты: тряска на переходных режимах работы, детонация топлива, освинцовывание свечей, дымление, выброс масла и так далее, и так далее, и так далее (с М-106, на который вначале возлагали большие надежды, промучились до конца 1942 года, потом махнули рукой). Конструкторам пришлось удовольствоваться менее выгодным мотором М-105 с взлетной мощностью 1100 л.с. и высотностью 4000 м.
Первый полет ДБ-240 состоялся 14 мая 1940 года. Самолет продемонстрировал неплохие летные данные, но до заветных 500 км/ч весьма не дотягивал: «пустой» бомбардировщик при взлетной массе 7076 кг развивал максимальную скорость полета 473 км/ч. Стрелковое вооружение состояло из носовой и люковой установок с 7,62-мм пулеметами ШКАС и верхней турели с 12,7-мм пулеметом Березина. Бомбардировочное вооружение включало две наружные балки с возможностью подвески бомб калибра от 100 до 1000 кг. Внутри бомбоотсека была смонтирована пара кассетных бомбодержателей, предназначенных для подвески четырех бомб ФАБ-250 или ФАБ-500, а также четыре бомбодержателя для подвески 12 бомб ФАБ-50 или ФАБ-100. Максимальная бомбовая нагрузка — 4000 кг (две ФАБ-1000 снаружи и четыре ФАБ-500 на внутренней подвеске). Экипаж — 4 человека.
На основании бодрых докладов Ермолаева и начальника ГУ ГВФ B.C. Молокова, опираясь на, мягко говоря, слегка подтасованные отчеты, не дожидаясь государственных испытаний (даже окончания заводских испытаний ждать не стали), правительством было принято решение о развертывании серийного производства ДБ-240 на воронежском авиазаводе №-18. Постановление Комитета обороны от 29 мая 1940 года предписывало выпустить в том же году 70 бомбардировщиков, а в 1941 году построить 800 самолетов.