После рекордно-зачетных полетов на максимальную дальность ДБ-240 в конце сентября 1940 года поступил на испытания в НИИ ВВС, в ходе которых военные поняли, что им подсовывают не совсем то, что было заказано (в чем нет ничего удивительного, если вспомнить, что в проект закладывались более мощные моторы). По скорости полета самолет оказался не лучше ДБ-Зф. Потолок «Ера» составил 7700 м, а ильюшинская машина легко забиралась гораздо выше. Время набора высоты 5000 м превышало 30 минут, у Ил-4–17,5 минуты. Лишь дальность полета, да емкость бомбового отсека выделяли ермолаевский бомбардировщик в лучшую сторону, однако с полной бомбовой и топливной загрузкой он едва мог оторваться от земли. Причем для взлета 13-тонной машины требовалось наличие бетонной полосы длиной не менее 1200 м. В докладе главного инженера ВВС генерал-лейтенанта Репина отмечался длинный перечень технических недостатков самолета, главными из которых были названы: недостаточная продольная и поперечная устойчивость, слишком тяжелое управление, ненадежная работа тормозов и бомбосбрасывателей, несоответствие размера колес основных стоек шасси полетной массе самолета, отсутствие протектора на бензобаках, перегрев масла и воды, трещины выхлопных коллекторов. Ввиду отсутствия крупнокалиберных пулеметов БТ, в верхней установке пришлось установить еще один ШКАС. Между тем, завод №-18, преодолевая трудности и «узкие места», осваивал выпуск серии, выкатывая из цехов непригодные к эксплуатации машины.
В ноябре 1940 года В.Г. Ермолаев получил приказ переоборудовать свой бомбардировщик под моторы жидкостного охлаждения АМ-35А, АМ-37 и авиационные дизели М-40Ф. Срочно. Вслед за этим последовало решение правительства о прекращении производства Ер-2 с двигателями М-105. Уже готовые и еще находящиеся «на стапеле» машины предписывалось, после устранения дефектов, усугубленных «исключительно небрежной и поспешной сборкой самолетов», передать в войска с ограничением взлетного веса 12 000 кг. Однако проходили месяцы, а выпихнуть «еры» с территории завода в войска никак не удавалось. Первые экземпляры ВВС приняли только в июне 1941 года, семидесятый — в сентябре. К началу войны ни один из бомбардировщиков «нового типа» так и не поступил на вооружение строевых частей. В конце концов были сформированы два полка ДВА, укомплектованные на начало августа 60 машинами. Об их оценке членами экипажей можно судить по докладу комиссара 420-го полка старшего политрука Докаленко:
С двигателем АМ-37 было выпущено пять самолетов, с АМ-35 — всего один. Начиная с 1944 года переехавший в Иркутск завод №-39 малыми партиями выпускал пятиместные «еры» с дизелями АЧ-30Б. За всю войну боевые части дальней авиации получили около двухсот «негодных самолетов» Ер-2.
Доводка и внедрение в серию дальнего тяжелого четырехмоторного бомбардировщика ТБ-7, призванного заменить в авиачастях ТБ-3, после ареста Туполева и Петлякова были поручены И.Н. Незвалю. Всем советским ВВС было ясно, что самолет чертовски хорош, и намечалось в 1940 году иметь на вооружении 250 таких машин. Почти одновременно было принято решение вместо АМ-34ФРН установить на самолет новые моторы А.А. Микулина АМ-35 с взлетной мощностью 1350 л.с. Повышение характеристик мотора было достигнуто за счет применения центробежного нагнетателя с поворотными лопатками и четырех карбюраторов вместо одного.
С 1939 года ТБ-7 начали строить серийно на заводе №-124. Буквально сразу после сборки первого «корпуса» выяснилось, что производство «изюминки» проекта — агрегата центрального наддува АЦН-2 нигде не налажено. Это обстоятельство поставило жирный крест на идее высотного стратегического бомбардировщика.