Поведение в воздухе немного инертного, но послушного пилоту бывшего лайнера выгодно отличало его от неустойчивого, выматывавшего летчиков Ил-4. По оборонительному вооружению ПС-84 и Ил-4 были примерно равны, хотя у «Дугласа» совершенно не простреливалось пространство за хвостовым оперением и под фюзеляжем.
Получив бомбовую подвеску, ПС-84 не потерял возможностей транспортного самолета. Таким образом, советская авиация получила самолет двойного назначения, который можно было использовать в зависимости от потребностей.
Первый Ли-2 в бомбардировочном варианте поступил в 102-й транспортный авиаполк в апреле 1942 года. На базе 101-го и 102-го тап была сформирована 1-я тад, вошедшая в состав АДД летом 1942 года (как 1-я ад дд). Поначалу Ли-2 выполняли транспортные задачи, а с июня 1942 года стали совершать вылеты на бомбардировки. Боевым дебютом стала ночь на 24 июня, когда машины 1-й транспортной дивизии бомбили станцию Щигры.
С момента создания АДД не проводилось практически ни одной наземной операции без ее участия. При этом акцент в деятельности дальней авиации сместился на решение стратегических задач: в преддверии крупных сражений самолеты дальней авиации мощными ударами по коммуникациям и крупным объектам противника в глубоком его тылу срывали планы немцев и ослабляли его.
Так, например, в преддверии Харьковской наступательной операции (май 1942 года) авиачасти дальнего действия бомбили объекты противника в районе Харькова. При этом, помимо других, использовались самые мощные на тот момент средства поражения из арсенала АДД: фугасные бомбы ФАБ-1000 и ФАБ-2000 (с самолетов Пе-8 45-й авиадивизии).
В начале 1942 года потребовалось усилить авиацию Северного флота ввиду массовой проводки конвоев с грузами ленд-лиза из Великобритании и США. По решению Ставки ВГК группа в составе 26 бомбардировщиков из 36-й авиадивизии 20 мая 1942 года перелетела на северные аэродромы и вошла в оперативное подчинение командующего ВВС СФ. При этом экипажам дивизии, не имевшим опыта полетов в сложных условиях полярного театра военных действий, пришлось в сжатые сроки изучать природные особенности данного района. При этом не обошлось без потерь.
Вот, например, характерные воспоминания одного из непосредственных участников перелета: «20 мая 1942 года 26 лучших экипажей из дивизии перебазировались на один из северных аэродромов Ваенга-1. В связи с важностью боевые задания экипажи должны были выполнять при ряде трудностей и особенностей самого театра военных действий. Климатические условия крайнего севера часто меняются. Местность здесь безориентирная, населенные пункты редки, ландшафт однообразный. Летом день на севере длится беспрерывно, а зимой круглосуточная ночь. Аэродромов не хватало. Да и те, что имелись, не всегда были удобны для выполнения боевых заданий. В этих условиях 20 мая 1942 года оперативная группа должна производить посадку на один из аэродромов Заполярья. Данных об аэродроме не было. Посадку самолетов должны производить на незнакомом аэродроме. Суровое Заполярье встретило наш экипаж большой поломкой самолета. Посадку самолета произвели как всегда хорошо. Но когда настало время при пробеге тормозить самолет, то оказалось, что тормозная система замерзла в воздухе. Самолет быстро пробежал короткий аэродром, и перед нами оказался большой обрыв. Самолет должен капотировать, а экипаж погибнуть. Но к нашему счастью на краю обрыва стоял пень, на который левое шасси и наехало. Самолет, развернувшись вправо юзом, стал ломать деревья в овраге. Двигатели были сорваны, плоскости и хвостовое оперение отвалились, ноги шасси сломались. Экипаж остался в своих кабинах. При медицинском осмотре установлено, что из четырех членов экипажа даже никто и царапины не получил. Разбитый самолет остался в овраге. Инженеры заключили, что нет смысла его вытаскивать из оврага. Сотни раз был рядом со смертью и сотый раз я уходил от нее невредимым…»