Все эти доработки довели нормальный взлетный вес ДБ-3Ф до 8030 кг и свели на нет небольшие достижения в области аэродинамики и доводки винтомоторной группы.
Некоторые важные новинки, к сожалению, в этот период не были доведены до стадии серийного производства. В финскую войну часто отмечали отсутствие на ДБ-3 антиобледенителей. Рассматривались две конструкции: химический (НИИ ГВФ) и термический (Зуева). Химический разработал в НИИ ГВФ инженер Фейгельсон. Антифриз постепенно «выпотевал» через кожаную накладку. Вся конструкция весила менее 20 кг. Опытный образец смонтировали на ДБ-3Б в декабре 1939 г. Смушкевич тогда требовал срочно оборудовать 10 бомбардировщиков и отправить их на фронт для войсковых испытаний. Он также просил Комитет обороны разрешения заказать еще 50 экземпляров. Но система была недоработанной. Кожа затвердевала на морозе и высыхала летом. Лишь 31 января 1941 г. появилось решение о государственных испытаниях антиобледенителя Фейгельсона к 1 мая. С августа его хотели внедрить на серийных бомбардировщиках.
В октябре 1940 г. на заводе № 39 опробовали ДБ-3Ф с термической системой, скопированной с немецкого бомбардировщика Ju 88. После испытаний заказали 20 комплектов, из них 10 завод установил на серийных самолетах. Судя по тому, что от других десяти ВВС отказались, и этот антиобледенитель получился не очень удачным.
В апреле 1941 г. в Воронеже полностью переключились на Ер-2 и Ил-2, но продолжали сдавать машины из задела. Последний ДБ-3Ф прошел там приемку уже после начала войны с Германией, в июле. В Москве ильюшинские машины вытеснялись из цехов пикировщиками Пе-2 конструкции В.М. Петлякова. Производство их прекратили в ноябре 1940 г., но еще 44 ДБ-3Ф сдали в начале следующего года. Далее весь имевшийся задел отправили в Комсомольск, в том числе 55 самолетов – в виде полных комплектов.
Однако в ВВС ДБ-3 в разных вариантах оставался основной машиной дальней авиации. ДБ-4 (ЦКБ-56) вышел на заводские испытания только в октябре 1940 г. и страдал множеством конструктивных недостатков. Его построили в двух экземплярах, но даже не выставляли на госиспытания. Ер-2, хотя и начал выпускаться в довольно больших количествах, страдал множеством «младенческих болезней» и в строевые части попал только в июле 41-го. Большую войну дальняя авиация начала на ДБ-3.
К лету 1941 г. многие существенные дефекты ДБ-3Ф уже устранили. И самолет, и его моторы стали надежнее, вооружение – совершеннее. Значительное количество машин доработали – поставили усиленные бензобаки, новые выхлопные коллекторы, лобовые жалюзи. Но, несмотря на то, что с момента окончания войны с Финляндией прошло больше года, далеко не все самолеты получили люковые установки. Особенно это касалось ДБ-3Ф первых серий.