Затем прототип передали на государственные испытания, длившиеся с 23 августа по 30 ноября 1948 года. На государственных испытаниях самолет показал несколько иные результаты:
Размах: 22,06 м
Длина: 14,42 м
Высота: 5,5 м
Площадь крыльев: 61,26 м²
Площадь горизонтального стабилизатора: 10,15 м²
Площадь хвостовых шайб: 6,78 м²
Взлетная масса: 14250 кг
Максимальная взлетная масса: 16750кг
Нормальная бомбовая нагрузка: 1000 кг
Максимальная бомбовая нагрузка: 4500 кг
Максимальная скорость: 507 км/ч на высоте 5600 м
Потолок: 7650 м
Скороподъемность: на 5000 м за 17 мин
Техническая дальность полета: 4100 км
Рапорт НИИВВС, составленный после испытаний, подтверждал, что самолет Ту-8 2АШ-82ФН государственные испытания не прошел. Отмечалась недостаточная продольная устойчивость при разном положении центра тяжести, недостаточная прочность крыла, колес и стоек шасси. Плохо работала система антиобледенения, не отличались надежностью огневые точки и другие системы самолета.
Во время работы над самолетом «69» предусматривалась возможность переделки его в самолет фоторазведки. Проект «78» такого фоторазведчика остался лишь на бумаге.
Высокие летные качества самолета Ту-2 послужили толчком к попыткам создать на его базе самолет-торпедоносец. В июне 1944 года ОКБ Туполева разработало чертежи торпедоносца Ту-2, а в конце года на самолете Ту-2 АШ-82ФН с серийным номером «9/14» выпуск завода № 23 превратили в торпедоносец. На самолет установили держатели торпед ТД-44 и прицел ПТН-5. Самолет мог нести торпеды 45-36-АН и АНУ со стабилизаторами ЦАГИ. Получившийся таким образом Ту-2Т направили на одновременные заводские и государственные испытания, продолжавшиеся с 13 февраля по 5 апреля 1945 года. Самолет испытывался с двумя и одной подвешенной торпедой массой по 966 кг. Характеристики самолета были следующие (в скобках вариант с двумя торпедами):
Взлетная масса: 11423 (12389) кг
Максимальная скорость:
На высоте 1000 м: 482 (471) км/ч
На высоте 2000 м: 498 (488) км/ч
На высоте 3000 м: 489 (415) км/ч
Дальность полета: — (2075) км при массе 12400 кг
Разбег: 540 (605) м
Пробег: 580 (560) м
Комиссия подтвердила, что Ту-2Т 2АШ-82ФН успешно прошел испытания. Самолет приняли на вооружение в качестве морского торпедоносца.
Ту-2Т серийно выпускался на заводе № 23 в 1946–1948 г.г. В 1947 году начался выпуск самолетов, способных нести ракетные торпеды PAT. В 1947–1948 годах советский ВМФ располагал несколькими минно-торпедными авиаполками (МТАП), оснащенными самолетами Ту-2Т. К 1950 году на Ту-2Т летали только три полка. Это были: