Еще 1 апреля 1932 г. с одним из первых серийных самолетов ознакомили в Монино командный состав ВВС Московского военного округа. Эго не было случайным. Именно 17-й авиабригаде в Монино предстояло первой осваивать ТБ-3. Эго соединение, вооруженное ТБ-1, уже имело опыт эксплуатации тяжелых цельнометаллических машин, и можно было рассчитывать, что оно быстрее достигнет стадии боеспособности. Далее предполагалось начать формирование четырех эскадрилий 26-й бригады в Сеще и трех — 30-й в Ржеве. Далее на повестке дня стояли 11-я бригада в Воронеже, 20-я в Харькове и 27-я в Ростове-на-Дону. Эго все в Европейской части страны. На Дальнем Востоке и в Забайкалье предполагалось сформировать четыре бригады — две в Бочкарево, одну в Хабаровске и одну в Никольск-Уссурийске.
За 1 -й квартал 1932 г. до строевых частей добрались лишь пять ТБ-3. Производство развертывалось медленнее, чем рассчитывали, что тормозило первооружение ВВС. Уже изготовленные машины доделывались и переоборудовались.
Эскадрилье по штату полагалось иметь дюжину ТБ-3 плюс три Р-5 для тренировки и связи. Укомплектование одной тяжелобомбардировочной эскадрильи обходилось примерно в 8 миллионов рублей.
Группа ТБ-3 в полете.
К пилотам тяжелых бомбардировщиков предъявляли очень высокие требования. Они обязательно должны были налетать значительное количество часов на Р-5 и ТБ-1, причем на последнем — на правом и левом сиденьях. Затем полагалось 18 полетов с инструктором на ТБ-3. Командирам самолетов, кроме этого, предписывались длительные тренировки на правом сиденье ТБ-3 в качестве вторых пилотов. И вдобавок командиру предъявлялось требование о наличии партийного стажа. На практике оказалось, что эта сложная и громоздкая система сдерживает освоение новых бомбардировщиков. Нужного количества пилотов, соответствующих всем требованиям, просто не оказалось. Да и тех, кого нашли, пришлось пропускать через долгую процедуру тренировок. В результате боеспособных самолетов стало существенно больше, чем подготовленного летного состава. Кроме этого, длительное обучение поглощало моторесурс и горючее. Пришлось понизить требования по налету и сократить программу тренировок, поскольку к 1 января 1933 г. требовалось по плану подготовить 200 экипажей.
Тяжелобомбардировочные эскадрильи объединились в бригады. Бригада полного состава в то время уже имела четыре эскадрильи ТБ-3 или три ТБ-3 и одну ТБ-1 (всего 49 машин), эскадрилью «крейсеров» Р-6 (12 самолетов) для дальнего сопровождения и разведки и эскадрилью истребителей И-5 (31 штуку) для прикрытия аэродромов и эскорта близ линии фронта. Таким образом, создавалась стройная структура стратегической авиации. Все это делалось впервые в мире. Бригады обычно сначала формировались из двух эскадрилий, а потом разворачивались до полного состава.