Летные испытания опытного ДБ-ЗФ, пока еще со старыми двигателями М-87Б, начались летом 1939 года. Его летные данные, по сравнению с предшественником, значительно улучшились, главным образом за счет аэродинамики. Но этот же самолет, запущенный в серийное производство на заводе № 18 в Воронеже, с более мощными моторами М-88, вопреки всем ожиданиям, продемонстрировал на испытаниях худшие характеристики.
Так, его максимальная скорость по сравнению с эталонной машиной, на которую должно было равняться все производство, снизилась на 23 км/ч, уменьшилась и дальность. Возросли лишь скороподъемность (за счет большей мощности двигателей) и потолок. Самолет по-прежнему не мог летать на одном моторе. Виной этому во многом был низкий уровень квалификации рабочих и устаревшие технологические процессы в авиастроении.
Заводы гнали фактически бракованную продукцию, летать на которой было опасно. Об этом свидетельствует письмо от 19 апреля 1939 года, адресованное наркому обороны Ворошилову командованием АОН, где говорилось:
К концу 1930-х годов в передовых странах мира получили широкое развитие средства радионавигации, без чего ведение боевых действий на больших удалениях от своей территории было практически бессмысленно. 31 декабря 1939 года М.М. Каганович писал Вознесенскому:
5 февраля 1940 года вышло постановление правительства «Об обеспечении бомбардировочных самолетов НКО и НКВМФ приборами слепого самолетовождения и слепой посадки». Согласно этому документу НКАП должен был выпускать ДБ-3 с радиополукомпасами РПК-2 с заводов в европейской части СССР с 10 февраля, а с заводов Дальнего Востока — с 20 февраля. Кроме этого, предписывалось НКО в 1940 году в счет его плана заказов сдать 400 ДБ-3, оборудованных приборами слепой посадки — эхолотами БК-3 и приемным самолетным радиоустройством «Ночь-1» в сроки, согласованные с НКО.
Через три недели был подписан приказ НКАП об обеспечении частей ВВС Ленинградского военного округа люковыми установками конструкции Можаровского — Веневидова (МВ-2) для ДБ-3.