ВВС рассчитывали уже с 1933 года начать получать серийные ТБ-4. Но постройка даже одной опытной машины затянулась, сроки постоянно сдвигались. Только в феврале 1933 года на Центральный аэродром начали ввозить готовые узлы гигантского бомбовоза. При этом цеха, где можно было бы собрать столь огромную машину, в Москве не нашлось! Ее собирали и регулировали прямо на летном поле, построив многоярусные деревянные леса. Процесс этот шел долго — вплоть до июля. В итоге самолет так и не вооружили пушками и пулеметами. Однако уже на этапе сборки оказалось, что взлетный вес гиганта превышал расчетный примерно на две тонны и составлял целых 33 тонны!
3 июля 1933 года М.М. Громов впервые поднял бомбардировщик в небо. В сентябре того же года ТБ-4 передали в НИИ ВВС на государственные испытания. Результаты их были весьма неоднозначны. С одной стороны, в отчете НИИ было записано: «Выпуск самолета ТБ 4-6М34 с полетным весом 33 тонны является несомненно крупнейшим достижением советского самолетостроения». С другой стороны, на акте утверждения отчета начальник ВВС РККА Я.И. Алкснис начертал резолюцию: «Констатирую, что в предъявленном виде самолет ТБ-4-6М34 государственных испытаний не выдержал и к серийной постройке не может быть допущен». Огромная машина оказалась сложной в управлении, а главное — недостаточно надежной. Скорость, потолок и дальность полета были существенно ниже требований, предъявляемых военными, а разбег — намного больше>{9}.
Тем не менее советское руководство не оставляло своих наполеоновских планов: первую серию из 40—50 бомбовозов намечали собрать в 1935 году. Первую эскадрилью гигантов хотели разместить на Щелковском аэродроме, где в проект реконструкции заложили стоянки и полосу соответствующих гигантских размеров.
На фоне гигантомании, как оказалось, самым «приземленным» было военное командование, которое лучше понимало обстановку и спланировало, что к 1937 году советская тяжелобомбардировочная авиация будет состоять наполовину из ТБ-3. Вторую половину должны были составлять «линкоры 1-го класса» — ТБ-4 (40%) и еще большие ТБ-6 (10%). К 1 января 1938 года в строю ВВС РККА предполагали иметь 384 ТБ-3, 288 ТБ-4 и 96 ТБ-6.>{10}
К 1933 году бомбардировщики ТБ-3 выпускали два завода — № 22 и № 39, а к концу 1934 года к ним присоединился и новый завод (№ 18) в Воронеже. Это позволило за короткий срок создать действительно мощную стратегическую авиацию.
Три завода стали выпускать ТБ-3 как горячие пирожки, причем формирование тяжелобомбардировочных бригад задерживалось, так как летчиков, штурманов и стрелков требовалось очень много. Тем более что на тот момент к летчикам тяжелых бомбардировщиков предъявляли достаточно высокие профессиональные требования. В первую очередь для командиров экипажей обязательным был довольно значительный налет на Р-5 и ТБ-1, причем на последнем — и как командир экипажа, и как штурман. Немаловажным (а зачастую и решающим) был и партийный стаж.