Завершив налеты на Кенигсберг, 334-я БАД в составе 6-го БАК вошла в состав 1-го Белорусского фронта и приняла участие в Берлинской операции. Ту-2 бомбили пункты сопротивления противника в центре 1'ирода, а также участвовали в непосредственной поддержке штурмовых групп.
Ту-2 в войне с Японией
После разгрома Германии, в августе 1945 года 6-й БАК перебросили на Дальний Восток, где ему довелось участвовать в войне с Японией. С 8 августа по 3 сентября корпус действовал в составе Забайкальского фронта, уничтожая части квантунской армии. Летчики проводили разведку и бомбили противника в Манчжурии (Харбин, Мукден, Цицихара). После завершения боевых действий 6-й БАК перебазировался на Сахалин.
Ту-2Д (объект «62») первый самолет с увеличенным вертикальным оперением, № 718
На Ту-2 летала также 113-я краснознаменная Ленинградская ОБАД резерва Верховного главнокомандования. Дивизия до декабря 1944 года летала на Ил-4, а к марту 1945 года перешла на Ту-2. В марте 1945 года 113-я ОБАД, в составе которой было три полка (5-й, 815-й и 836-й БАП), была переброшена из-под Москвы в Познань для участия в Берлинской операции. После капитуляции Германии дивизия всего за трое суток совершила гигантский скачок на Дальний Восток, совершив перелет с восемью промежуточными посадками длиной 10000 км.
Полки дивизии заняли базы в Монголии и оттуда активно действовали против японских войск. Дивизия вошла в состав 7-го БАК 12-й воздушной армии. За период с 9 августа по 3 сентября дивизия совершила около 1600 боевых самолето-вылетов. Бомбардировщики разрушили хайларский укрепленный район, были уничтожены резервы противника, мосты, железнодорожные узлы и станции.
Командование ВВС резюмировало: «в боевых условиях самолет Ту-2 хорошо показал себя как фронтовой бомбардировщик».
За создание и организацию серийного выпуска бомбардировщика Ту-2 А.Н. Туполев был в 1943 году награжден Сталинской премией 1-й степени, в 1944 году — орденом Отечественной войны 1-й степени и орденом Суворова 2-й степени, а также был произведен в генерал-майоры инженерно-технической службы. В 1945 году Туполев стал Героем Социалистического Труда.
Послевоенный период биографии Ту-2
После войны Ту-2 постепенно вытеснил из частей бомбардировщики Пе-2 и машины, полученные по ленд-лизу. Ту-2 оставался на вооружении еще десять лет после Победы. Машину также поставляли за границу: в Польшу, Венгрию, Болгарию, Китай, Индонезию и Северную Корею.
В последний раз Ту-2 применялся в бою в ходе Корейской войны 1950–1953 г.г. На самолетах летали китайские добровольцы. Однако уже устаревшие к тому времени бомбардировщики несли ощутимые потери. Действовать можно было только ночью. Но и тогда потери были все равно высоки.
Ту-2 сняли с вооружения советских ВВС в середине 50-х годов, но еще долго машины использовались в учебных частях. В иностранных армиях бомбардировщики Туполева оставались на вооружении значительно дольше, пока на замену не появился реактивный бомбардировщик Ту-28.