«На наборе высоты 3000 м и на боевом курсе при скорости самолета Пе-2И, равной 0.8 Vmax, истребитель не сделал ни одной атаки. При разворотах для повторного захода на бомбометание истребителю удавалось, срезая круг, производить одну кратковременную атаку сбоку. При попытке повторить атаку истребитель оказался в хвосте, в конусе обстрела задней пулеметной установки. При наборе высоты 7000 м и снижении с газом, Ме-109Г-4 имеет преимущество в вертикальной скорости и может делать даже повторные атаки с хвоста, под углами, немного превышающими углы обстрела задней стрелковой установки самолета Пе-2И.
В горизонтальном полете на максимальной скорости до высоты 7000 м Ме-109Г-4 отстает от самолета Пе-2И.
Уход от истребителя и отражение атак при снижении с газом невозможны, так как Ме-109Г-4 может произвести и повторные атаки, не подставляя себя под огонь заднего пулемета…».
В своих выводах летчик Поминальный отмечал: «Самолет истребитель Ме-109Г-4 имеет преимущество над самолетом Пе-2И по вертикальным скоростям и может атаковать последний только при наборе высоты или снижении.
В горизонтальном полете самолет Пе-2И на всех высотах до 7000 м имеет преимущество в максимальной скорости над истребителем и последний не может атаковать его, если будет своевременно замечен экипажем самолета Пе-2И».
В заключении «Акта по результатам государственных испытаний…» говорилось, что необходимо «… ускорить выпуск пяти головных самолетов Пе-2И для проведения войсковых испытаний. Считать целесообразным, учитывая возможность улучшения в дальнейшем скоростных данных истребителей противника, отработать на самолете Пе-2И вариант усиления оборонительного стрелкового вооружения…».
Данную рекомендацию реализовали в 1945 году на самолете Пе-2М, переделанном из второго экземпляра Пе-2И. На бомбардировщике пулеметное вооружение тремя пушками Б-20. Установили новый измененный фонарь летчика и штурмана, а в задней части фюзеляжа появилась кабина стрелка-радиста с бронезащитой и улучшенным обзором. Для сохранения требуемых запасов продольной устойчивости увеличили стреловидность передних кромок крыла и площадь его концевых обтекателей. Шасси получили новые амортизаторы с увеличенным ходом, попутно устранили ряд дефектов, выявленных в ходе государственных испытаний Пе-2И.
3 марта 1945 года заместитель главного конструктора Нуров в докладе заместителю наркома авиационной промышленности А.С. Яковлеву сообщал, в частности: «В настоящее время на самолете закончены все производственные работы по модификации, и машина подготовлена к проведению наземных и летных испытаний.