В мае исследовали самолет в натурной аэродинамической трубе Т-101 ЦАГИ, и вслед за этим начались его летные испытания. Из-за вышедшего из строя левого двигателя и последовавшей его замены испытания затянулись до середины сентября. За этот период на самолете выполнили 28 полетов общей продолжительностью 20 ч 28 мин.
Не дожидаясь составления отчета о результатах заводских испытаний, на этой же машине моторы заменили форсированными АЧ-30БФ, установили флюгерные винты, вертикальное оперение большей площади, электрифицированную турель СЭБ-7 и выполнили ряд мелких доработок. Второй этап летных испытаний машины начался 9 декабря 1945 г. Но продолжался он недолго.
В январе 1946 г. наркоматы преобразовали в министерства; авиационную промышленность возглавил М. В. Хруничев. Новый руководитель начал наводить свои порядки, ликвидировав многие КБ. Попал под эти «жернова» и коллектив Сухого. В итоге работы по самолету Ер-2 прекратили. Исключение сделали только для Ер-2ММ, испытывавшегося по особой программе с разрешения заместителя министра С. Н. Шишкина. Но это продолжалось недолго: 22 апреля на самолете вышел из строя правый двигатель, и больше он в воздух не поднимался.
Другой Ер-2 (заводской № 7023901) с моторами АЧ-30БФ и винтами АВ-3ЛВ-116 диаметром 3,95 м оборудовали новым вертикальным оперением, системой радиоопознавания, командной радиостанцией, кислородными приборами с измененной схемой питания, коническим стопором хвостового колеса и фильтрами в электрической цепи, устранявшими помехи при работе радиооборудования. Самолет проходил совместные контрольные испытания в НИИ ВВС летом 1945 г., в ходе которых выявилась необходимость увеличения аэродинамической компенсации элеронов и рулей высоты с установкой флеттнеров. После доработок испытания продолжились, завершились они 13 октября.
К большой модификации Ер-2 приступили весной 1945 г. Параллельно с рабочим проектированием строился макет Ер-2БМ, предъявленный макетной комиссии в последний день августа. В ее протоколе отмечалось, что для улучшения летно-технических данных вместо АЧ-30Б установлены моторы АЧ-30БФ взлетной мощностью по 1900 л.с. (номинальная на высоте 6000 м — 1500 л.с.); радиаторы перенесены из крыла в передние части капотов моторов; емкость основных топливных баков уменьшена на 940 л, при этом вместо одного внутрифюзеляжного 420-литрового бака установлено два подвесных 1100-литровых (один для дальности 5000 км и два — для 6000 км). Общая емкость всех баков снизилась до 6200 л вместо 6420 л на серийном самолете.