На «ДМ» увеличили площади закрылков (на 6,9 квадратных метров) и крыла на 5,75 квадратных метров за счет спрямления задней кромки на участке закрылков. Одновременно укоротили фюзеляж на метр и изменили компоновку топливных баков в хвостовой части.
«ДМ» – дублер самолета «М», стал фактически эталоном для серийного производства М-4. Машину полностью укомплектовали радиоэлектронным оборудованием. В его состав входили радиостанции: связная 1-РСБ-70М, командная РСИУ-3М, переговорное устройство СПУ-10, автоматический радиокомпас АРК-5, радиолокационные прицелы РПБ-4 «Рубидий-ММ2» в носовой части и ПРС-1 «Аргон» у кормового стрелка, ответчик СРО-1 «Барий», маркерный радиоприемник МРП-48, радиовысотомеры больших и малых высот РВ-2 и РВ-17.
На опытном самолете «ДМ» стоял автопилот АП-5, а на серийных машинах – АП-15. На самолете были установлены прицельная станция ПС-48, оптический прицел ОПБ-11р для бомбометания и аэрофотоаппараты.
Оборонительная система пушечного вооружения СПВ-25 состояла из шести пушек ТКБ-495А (АМ-23) калибром 23 мм, попарно размещенных в башнях – верхней ДБ-33А, нижней ДБ-34А и кормовой ДБ-35А.
В состав наступательного вооружения входили: свободнопадающие авиабомбы калибром до 9000 кг, при этом максимальная расчетная бомбовая нагрузка должна была составить 24 000 кг. Согласно инструкции по эксплуатации самолета, в грузовом отсеке могло размещаться до трех бомб калибра 6000 кг. Но на практике, как правило, более двух бомб по 6000 кг или одной калибра 9000 кг не подвешивали.
Серийный М-4, заводской № 6302831. Аэродром Дягилево (Рязань)
Заводские летные испытания «ДМ» № 0003 начались 1 апреля 1954 г. Первый полет на ней совершил экипаж летчика-испытателя Ф.Ф. Опадчего (второй пилот Б.К. Галицкий, штурман М.С. Харитонов). Остальные полеты по программе заводских летных испытаний выполнил экипаж летчика Б.К. Галицкого (второй пилот М.А. Пронин, штурман М.С. Харитонов). В ходе испытаний выполнили 32 полета. На это ушел почти год. Много времени заняли доводка и испытания прицельной станции ПС-48, в результате было принято решение заменить ее ПС-53 с вычислительным блоком ВБ-53.
8 ноября 1954 года коллектив испытателей ОКБ-23 пополнился специалистами, переведенными из ВВС. Среди них были А.С. Розанов, В.И. Милютин и Б.М. Степанов.
26 марта 1955 года машину передали в НИИ ВВС, но в связи с переучиванием на ней экипажей дальней авиации и участием в первомайском параде государственные испытания начались лишь 10 мая.
Для участия в первомайском параде задействовали девять самолетов из дальней авиации, три – от ОКБ-23 (№№ 04, 05, 06) и одну из НИИ ВВС (№ 03).