Общий итог составил две катастрофы и пять аварий, а из всей пятерки к 1 октября остался всего один исправный ДБ-3. Эскадрилье добавили еще пять машин из 2-й серии. 3 октября первую из них расколотили при посадке в Монино. На этот раз летчик был не виноват. По словам очевидцев, «в течение всего пробега медленно сгибался подкос левой стойки шасси, пока она не сломалась». Такой же случай произошел и с заводским испытателем примерно в это же время. 10 октября пришлось списать еще один ДБ-3 – летчик опять не справился с разворотом при взлете.
Так что осваивались первые ДБ-3 «с большим скрипом» и «ломкой дров». Оставшиеся три ДБ-3 разделили. Два остались в НИИ ВВС, а один отправили в Воронеж, на завод №18, которому также было поручено освоить производство новых самолетов. В НИИ они летали вместе с опытным ЦКБ-30. Например, в июле-августе 1937 г. эти три машины участвовали в испытаниях на дальность. Военных интересовала реальная дальность полета ДБ-3 с различной бомбовой нагрузкой. Экипажи НИИ ВВС выполнили ряд беспосадочных перелетов, в том числе Чкаловская – Поти – Быково, Чкаловская – Ейск – Чкаловская. Почти одновременно с этим Коккинаки на ЦКБ-26 установил рекорд скорости полета на трассе Москва – Севастополь – Свердловск – Москва. А в сентябре Коккинаки совершил перелет Москва – Баку – Москва с бомбометанием в Каспийском море. Таким образом, боевой радиус действия ДБ-3 был практически подтвержден.
Один из двух серийных самолетов, №3039008, использовали в попытке поставить рекорд скорости на кольцевом маршруте с нагрузкой 2000 кг. Полетный вес был запредельным – 11.350 кг. Трассу полета определили как Москва – Севастополь – Свердловск – Москва. Экипаж состоял из пилота Нюхтикова и штурмана Бряндинского. Вылетали в темноте. Поскольку самолет не имел фар, освещение организовали подручными средствами. Вдоль полосы выставили две цепочки ламп «Летучая мышь», в начале – прожектор, а на разбеге дорогу подсвечивали две легковые «эмки», бежавшие под крыльями, пока не отстали (метров через пятьсот).
В 1937 г. производство новых бомбардировщиков только разворачивалось. Окончательный эталон для серии еще не установился. Конструкторы должны были устранить дефекты, выявляемые в ходе испытаний. ДБ-3 был технологически сложен, цикл сборки одной машины первоначально занимал до месяца.
Эталон для серии выпустили на госиспытания только в июле 1937 г. Это был самолет №3039002 – из самой первой серии завода № 39, доработанный. Он отличался от своих собратьев вторым управлением в кабине штурмана, новыми капотами моторов (с юбками вместо створок), круглым маслорадиатором в крыле вместо старого кольцевого под капотом, измененным расположением оборудования и новым химическим вооружением – четыре ВАП-4 заменили на три ВАП-500. В НИИ ВВС определили, что при весе, примерно на 200 кг большем, чем у ЦКБ-30, эталонная серийная машина уступает опытной в скорости 10-25 км/ч на разных высотах, более 500 м в практическом потолке и довольно прилично в скороподъемности. В то же время улучшилась устойчивость, стало легче управление, исчезли проблемы с перегревом моторов. Но эту машину в качестве эталона не приняли – не было соблюдено одно из основных требований УВВС – о повышении живучести бомбардировщика, в частности, о протектировании бензобаков. Тем не менее, заводы продолжали сборку ДБ-3. Именно заводы, поскольку к производству подключили еще завод №18 в Воронеже.