Из Алма-Аты самолеты с закрашенными красными звездами вылетели с дополнительным грузом: по десять бомб ФАБ-100 в фюзеляже и по две ФАБ-500 или четыре ФАБ-250 под крыльями. Помимо этого везли по два боекомплекта патронов. 31 октября ТБ-3, после промежуточной посадки в Урумчи, прибыли в Ланчжоу, где самолеты официально сдали китайским властям.
Тут же в Ланчжоу было организовано обучение китайских экипажей, которое прошло не без проблем — в конце ноября один самолет китайский экипаж «приложил» так, что его пришлось списать>{16}. 30 ноября остальные пять со смешанными советско-китайскими экипажами перелетели в Наньчан. Однако аэродром находился в пределах досягаемости японской авиации, а новенькие машины были слишком лакомой целью. Поэтому уже 13 декабря в ходе налета японской авиации два самолета были сожжены, еще два были серьезно повреждены.
25 декабря три ТБ-3 (к этому времени две машины советские механики смогли вернуть в строй) вернулись в более безопасный Ланчжоу. Отсюда вместе с купленными еще до войны в Италии «Савойя Маркетти» S.72 они перевозили людей и грузы>{17}. Таким образом, по своему прямому назначению тяжелые бомбардировщики китайцы так и не смогли использовать. Да и в целом карьера ТБ-3 в Китае оказалась крайне неудачной. Так, 16 марта 1938 года на ТБ-3, пилотируемом китайскими летчиками Гуо Цзяянем и Чжан Цзюньи, отказал один из моторов. Экипаж принял решение вернуться обратно, но при развороте самолет свалился и упал в горном ущелье Инпань. Кроме экипажа погибли двадцать три из двадцати пяти находившихся на борту советских добровольцев.
В китайском небе появлялись и ТБ-3 ВВС РККА, но в небольшом количестве и ненадолго — и исключительно как транспортные. Так, в ноябре 1937 года три ТБ-3 доставили в Ланчжоу со складов Забайкальского военного округа бомбы и патроны. Самолеты шли по маршруту через Улан-Батор. В пути их сопровождала пара Р-5 — не столько для прикрытия, сколько на случай вынужденной посадки.
В Китае получили боевое крещение и сверхсовременные ДБ-3. Первоначально со снятым вооружением несколько машин совершали транспортные вылеты в воюющий Китай. Однако в начале 1939 года, видя крайне тяжелое положение китайской авиации, советское руководство приняло решение отправить в Китай 24 самолета ДБ-3 вместе с советским персоналом. В июле самолеты прибыли на место постоянного базирования в Чэнду. Возглавил группу капитан Г.А. Кулишенко (опытный летчик, участвовал в войсковых испытаниях бомбардировщика в составе 90-й эскадрильи).
Хорошая выучка (а большинство летно-технического персонала было из состава 3-й авиабригады, дислоцировавшейся в Запорожье, и из «воронежской» 11-й авиабригады) позволила экипажам быстро освоить незнакомый район боевых действий.