Наконец настала очередь лететь Громову. Перед самым вылетом он еще раз проверил машину, и, как оказалось, не зря. Буквально через полторы минуты после взлета начала повышаться температура воды в радиаторе. Перегрев мог привести к отказу двигателя.
Как потом выяснилось, один из болтов, соединяющих шторки радиатора с рычагом управления, почему-то разрушился. Если бы подобное случилось во время рекордного полета, катастрофа была бы неизбежной.
Стартовавший ранним утром 12 июля 1937 года АНТ-25 с экипажем в составе М. Громова, А. Юмашева и С. Данилина взял курс на Новую Землю. На борту было только самое необходимое. Пришлось отказаться от всего второстепенного, даже от аварийного запаса, чтобы залить в баки как можно больше горючего. Ведь каждый его килограмм позволял увеличить маршрут почти на три километра!
Пробыв в воздухе 62 ч, покрыв расстояние в 11 500 км, из них по прямой – 10 148, что на 1000 км превышало прежний мировой рекорд, АНТ-25 приземлился недалеко от Сан-Джасинто в Калифорнии. Экипаж Громова, пролетев над Северным полюсом, Канадой и Америкой, мог бы еще продолжать полет – в баках самолета было еще достаточно горючего.
Весть о новой победе советских авиаторов облетела весь мир. По прибытии наших летчиков в Вашингтон их радушно принял в Белом доме президент Рузвельт. «Ваши достижения, – сказал он, – вызывают большое восхищение, и я горячо поздравляю вас». Широко известна и другая оценка американской стороной значения перелета советских летчиков: «Никакая работа дипломатов на могла сделать и за 16 лет того, что вы сделали своим перелетом для сближения народов Советского Союза и Америки».
В 1937 году Михаил Михайлович первым из советских летчиков получил награду Международной авиационной федерации (ФАИ) – медаль де Лаво.
По возвращении экипажа на Родину в Георгиевском зале Кремля состоялся торжественный прием, на котором было объявлено, что А. Юмашеву и С. Данилину присвоено звание Героя Советского Союза. Громову вручили орден Ленина. По иронии судьбы в день опубликования Указа о награждении летчиков на первых страницах советских газет был помещен портрет наркома НКВД Н. Ежова и обнародовано постановление о награждении его «за выдающиеся успехи в деле руководства органами НКВД» орденом Ленина. Что это были за ((успехи», многие тогда догадывались, а иные уже успели испытать на себе. Счастливый после удачно завершившегося перелета Туполев даже представить себе не мог, что пройдет всего два месяца и он вместе со своими коллегами угодит на Лубянку.
Михаил Михайлович, давший «путевку в жизнь» почти всем самолетам Туполева, ждал тогда ареста со дня на день. Но, к счастью для авиации страны, его не посмели тронуть. Более того, через некоторое время даже избрали депутатом Верховного Совета СССР. Кстати, будучи депутатом, Громов сыграл немаловажную роль в судьбе будущего конструктора космических кораблей С. Королева, который был арестован по нелепейшему обвинению и отправлен на Колыму Позже мать Королева напишет Громову: «Вы имели гражданское мужество, которое, увы, не всем большим людям дано… помочь мне открыть двери к Председателю Верховного суда. А там уже, как видите, мне удалось добиться пересмотра дела. Я всегда хранила добрую память о Вас и благодарность матери. Всего, всего лучшего желаю Вам1».