Для сдачи чертежей в производство установили срок 15 апреля. Доработке подвергся серийный самолет выпуска 1937 г. Планер практически не менялся. Мотоустановку составляли два двигателя М-86 с винтами ВИШ-3. Все вооружение демонтировалось, турели снимались. Проем верхней турели зашивался наглухо. Экипаж рекордной машины должен был состоять только из двух человек – пилота и штурмана. На месте стрелка располагался дополнительный бензобак. Общий запас горючего теперь составлял 6600 л. Соответственно увеличили запас масла. Штурман и пилот получили более совершенные приборы. Для улучшения обзора в штурманской кабине предусмотрели большие боковые окна. В апреле весь комплект документации поступил на завод.
По плану рекордную машину, «самолет № 9», должны были закончить к 15 мая 1938 г. Точно в срок опытный цех передал самолет, названный «Москва», на летные испытания. Испытывал «Москву» Коккинаки. Сначала летал с Центрального аэродрома, а потом из Щелково, где взлетная полоса была гораздо длиннее.
27 июня экипаж из В.К. Коккинаки и штурмана A.M. Бряндинского стартовал на восток. Основную часть времени самолет летел на высоте 5000 м, сочтенной оптимальной. Несмотря на грозовой фронт, встреченный под Хабаровском, «Москва» благополучно добралась до города Спасск-Дальний. Машина находилась в воздухе 24 часа 36 минут, пролетев 7580 км.~
За этот перелет Коккинаки и Бряндинский получили золотые звезды Героев Советского Союза, а работники ОКБ-39 и завода – ордена. Вернувшуюся в столицу «Москву» начали готовить к новому рейсу. На этот раз – через океан. Моторы заменили на новые М-87 спецсборки, установили автопилот и американский радиокомпас Фэйрчайлд RC-7 (предварительно опробованный на серийном ДБ-3 в марте 1939 г.), более мощную радиостанцию. Усилили вилки основных стоек шасси и увеличили запас кислорода.
На случай вынужденной посадки на воду в носовой части расположили надувной баллон-поплавок. На Балтике летчиков подстраховывали два гидросамолета и военный корабль, близ побережья Норвегии ждал пароход «Кооперация», а к берегам Исландии заранее вышла подводная лодка.
Вылет из Щелкова состоялся 28 апреля 1939 г. У Коккинаки теперь был новый штурман М.Х. Гордиенко – Бряндинский погиб в авиационной катастрофе во время поисков самолета «Родина» на Дальнем Востоке. «Москва» прошла над Новгородом, пересекла Финляндию и Норвегию и от Трондхейма двинулась над морем. Самолет благополучно миновал Рейкьявик в Исландии и мыс Фарвел – южную оконечность Гренландии. По всему маршруту экипаж регулярно посылал радиограммы в Москву. Над Атлантикой мешал сильный боковой и встречный ветер. Над Лабрадором самолет попал в облачность. Коккинаки пытался обойти облачные фронты, но это ему не удалось – пришлось лезть вверх, подходя к 9000 м. Кабины промерзли, отказал радиокомпас, кончался запас кислорода. Аэродром в Нью-Йорке оказался сплошь затянут облаками. Пришлось вернуться к заливу Святого Лаврентия и поискать место для приземления. Сели «на брюхо» на небольшом острове Мискоу. принадлежавшем Канаде. Всего за 22 ч 56 мни «Москва» на этот раз преодолела расстояние 6516 км. фактически же самолет пролетел около 8000 км. Это было близко к предельной для машины дальности, определенной ОКБ-39 в 8300 км.