На Ладоге действовала 41-я морская ближнеразведывательная эскадрилья, располагавшая 8 МБР-2 (позже их число увеличилось до 13), и находившаяся в подчинении Ладожской военной флотилии. Перед самолетами эскадрильи была поставлена задача ведения разведки финских кораблей на озере (до параллели острова Валаам) и, кроме того, подавления батарей противника на острове Коневец. Позже задачи, поставленные перед эскадрильей, изменились. Поддерживая наступление частей 8-й армии, самолеты 41-й омбраэ приступили к нанесению бомбовых ударов по финским объектам на островах Мантсинсаари, Ристисаари, Валаам и Ковенец.
Столкновения «амбарчиков» с немногочисленными финскими истребителями были достаточно редкими, и куда больше, чем от финнов, МБР-2 досталось от своих же собственных истребителей. Упомянутая 41-я омбраэ по этой причине потеряла две машины. Всего с 30 ноября 1939 г. по 25 января 1940 г. ВВС КБФ потеряли 12 гидросамолетов МБР-2, из которых 3 числятся не вернувшимися с боевого задания по неизвестным причинам, а 9 разбились в авариях и катастрофах.
Гидросамолеты 118-го морского ближнеразведывательного авиационного полка Северного флота в «зимней войне» вели разведку коммуникаций до Тана-фьорда и Варангер-фьорда, разведку побережья Баренцева моря, обеспечение переброски войск морем в Петсамо, фотографирование финской территории, а также выполнение специальных заданий штаба флота, налетав в общей сложности 466 часов. Боевых столкновений у МБР-2 в Заполярье с финской авиацией не было из-за отсутствия у противника таковой на севере страны. Однако именно летающие лодки Северного флота понесли наибольшие потери в этой войне, когда зимой 1940 г. в загоревшемся из-за халатности одного из механиков ангаре погибло 14 самолетов МБР-2 (целая эскадрилья!).
Кроме флотских МБР-2 в боевых действиях приняли участие и МП-1 из Северного управления ГВФ, сведенные в Особую петрозаводскую авиагруппу. Причем один мобилизованный «амбарчик» (СССР-/12551) стал финским трофеем.
К началу Великой Отечественной войны в составе ВВС СФ насчитывалось 49 МБР-2 (из них 44 исправных), входивших в состав 118-го отдельного разведывательного авиационного полка (орап) и 49-й отдельной эскадрильи. 118-й орап, бывший основной разведывательной авиационной частью флота, имел 37 (32 исправных) гидросамолетов МБР-2 и семь (5 исправных) гидросамолетов ГСТ, базировавшихся на гидроаэродром в губе Грязная Кольского залива.
С началом войны самолеты полка начали ведение морской разведки в операционной зоне флота, однако очень скоро МБР-2 начали наносить бомбовые удары по наступавшим частям немецкого горнострелкового корпуса «Норвегия». Первый налет 29 июня 1941 г. пятерки гидросамолетов прошел успешно, но вот следующая тройка МБР-2 была перехвачена «мессершмиттами» и сбита. Из трех экипажей в живых остался только один, вынужденно посадивший свой гидросамолет в губе Титовка.
Кроме ведения разведки и нанесения ударов в интересах сухопутных войск, летом 1941 г. летчикам 118-го полка пришлось скрестить свое оружие с таким серьезным противником, как эсминцы немецкой 6-й флотилии, осуществивших несколько набеговых операций на советские прибрежные коммуникации.
13 июля гидросамолеты МБР-2 и ГСТ 118-го полка совершили 29 самолето-вылетов на поиск кораблей 6-й флотилии, потопивших в районе Териберки сторожевой корабль «Пассат» (мобилизованный рыболовный траулер «Валерий Чкалов») и спасательное судно РТ-67. Первыми на поиск противника вылетели 2 МБР-2 118-го орап, которые обнаружили немецкие корабли и сбросили на них несколько ФАБ-100. По докладу летчиков, восемь ФАБ-100 упали с перелетом в 10–20 м впереди головного эсминца Z10 «Hans Lody». Спустя час эсминцы были обнаружены еще одной парой МБР-2 из 2-го звена 2-й эскадрильи 118-го орап. Немцы продолжали отходить курсом на север. Из-за сложных метеоусловий (дождь и туман) удара по вражеским кораблям нанести не удалось. Кроме того, в этот день МБР-2 вылетали в бухту Гавриловскую для спасения экипажей потопленных судов и траулера «РТ-32», также входившего в состав разгромленного конвоя, которому удалось выброситься на берег. Собственные потери составили два «амбарчика».