Для сборов завод № 39 подготовил шесть специально доработанных ДБ-3Б с прицелами ПАН-23. Интенсивная эксплуатация на сборах (каждая машина сделала более 150 пикирований) привела к тому, что выявились деформации обшивки крыла, течи бензобаков, отставание полотна на рулях. Вываливались заклепки и шурупы, трескались коки винтов, капоты, кронштейны дефлекторов моторов. Плексиглас фонарей кабин трескался и вдавливался внутрь. После сборов в Вазиани четыре самолета отправили в ремонт и признали более к пикированию непригодными.
В конце лета 1940 г. провели такие же сборы для частей Киевского, Белорусского и Ленинградского округов. В течение года провели более 130 учений разного уровня с применением пикировщиков.
С июня 1940 г. начали формирование эскадрилий пикировщиков в 42-м, 12- м, 21 -м и 8-м дбап. Каждая состояла из 12 самолетов. Для них с завода № 39 направлялись специально доработанные машины уже новой модификации, ДБ-3Ф. Надо сказать, что и из ДБ-3Ф полноценного пикировщика не получилось. К-тем «болячкам», которые уже выявили у ДБ-3Б, у него добавилось еще и сплющивание полужестких баков. Во время испытаний пикировщика № 390612 верхняя часть баков вминалась до 25 мм. Только остаточная деформация по крылу составляла 2-5 мм. В ходе пикирования самолет постоянно разгонялся, что приводило к перераскрутке винтов. И, наконец, еще более длинный нос ДБ-3Ф стал виной тому, что пилот мог начать прицеливание лишь при угле около 85 градусов!
Но с весны 1941 г. в войсках уже появились «настоящие» пикировщики Ар-2, а затем Пе-2 с аэродинамическими тормозами-решетками. Все внимание теперь уделили им.
Однако там, где эти современные типы отсутствовали, в первую очередь на Дальнем Востоке, подразделения пикировщиков на ДБ-3 сохранялись. В 1941 г. в ВВС Тихоокеанского флота сформировали отдельную эскадрилью на ДБ-3Б, обученную бомбометанию с пикирования под углом до 80 градусов. Впоследствии ее влили в 50-й полк. Как пикировочная она существовала до осени 1943 г.
Моряки дольше всего сохраняли интерес к пикирующим ДБ-3. В начале 1942 г. штаб ВВС ВМФ попросил НКАП дополнительно произвести переделку 50 ДБ-3Б в пикировщики для нужд Тихоокеанского флота. Однако Ильюшин отказался гарантировать сохранение прочности уже не новых машин, и заводы от этой работы уклонились.
После начала войны с Финляндией отношения Советского Союза с Великобританией, Францией и США резко ухудшились. СССР объявили агрессором. Президент США объявил «моральное эмбарго» на поставки различной техники в нашу страну. Правительства Англии и Франции пошли дальше. Не ограничиваясь доставкой финнам самолетов, пушек и танков, они начали подготовку к отправке в Финляндию экспедиционного корпуса, а также к авиационным налетам на нефтяные промыслы и нефтеперегонные заводы в окрестностях Баку.