В разработку истребителя для Красной Армии включился и Главный конструктор Сухой. Весной 1940 года в подмосковных Подлипках проект высотного истребителя И-330 был готов. В августе он взлетел, через четыре месяца после своего конкурента МиГ-1. Высокая техническая культура и глубокое понимание тонкостей проектирования позволили Павлу Сухому и его авиаконструкторам Евгению Фельснеру, Исааку Баславскому, Сергею Строгачеву и Дмитрию Ромейко-Гурко создать выдающийся истребитель. Его аэродинамические формы были безупречны, основные ноги шасси убирались назад в крыло с поворотом колеса на 90 градусов. Использовался серийный двигатель Климова М-105П, как на И-26 (Як-1) и ЛаГГ-1. Изюминкой проекта Сухого была установка по бортам фюзеляжа позади двигателя двух готовых турбокомпрессоров ТК-2, приводимых струей выхлопа двигателя. На госиспытаниях истребитель показал скорость 641 км/ч на высоте 10 км и статический потолок 12,5 км. (Значительно более высокие значения, чем у Як-1 и ЛаГГ-1, и такие же, как у МиГ -1 с тяжелым мотором). А поскольку его вес был такой же, как и у Як-1, то и маневренность на низких высотах была отличной. Казалось, найдено оптимальное техническое решение! И модернизированный дублер через год подтвердил замысел Главного конструктора. Но турбокомпрессоры ТК-2 слишком часто отказывали. И только по этой причине самолет Сухого в серию рекомендован не был, и концепция легкого высотного истребителя так и не получила развития.
А как обстояло дело с предвоенной разработкой других типов самолетов?
Очень эффективным самолетом коллектива ОКБ Ильюшина, образованного в 1933 году, оказался дальний двухмоторный бомбардировщик ДБ-ЗБ с двигателями воздушного охлаждения. После нескольких лет усовершенствований он в 1940–1941 годах выпускался серийно под индексом ДБ-ЗФ с двигателями М-88Б мощностью 1100 л. с. Самолет имел примерно такую же скорость, как и основной немецкий средний бомбардировщик выпуска 1937 года — «Хейнкель Не 111 Н», но превосходил немца по дальности, высоте полета и бомбовой нагрузке. Перед войной успели построить более 500 таких машин. Итак, с «Хейнкелем» вполне успешно расправился Ильюшин, его машина стала основной в дальней авиации. Во время войны ДБ-ЗФ не только бомбили Берлин. Они производили массированные налеты на крупные железнодорожные узлы, аэродромы, большие скопления войск. Переоборудованные в торпедоносцы, они наносили большой урон немецким боевым кораблям и подводным лодкам, атаковавшим союзные конвои в Мурманск и Архангельск.
Конструкторское бюро Ильюшина по своей инициативе 2 октября 1939 года начало летные испытания бронированного одномоторного двухместного штурмовика, концепцию которого наши военные руководители сначала не поняли. Они объявили его слишком тихоходным. Для увеличения скорости всего на 15 % Сталин с подачи Ворошилова приказал убрать второго члена экипажа — стрелка с его пулеметом на турели. Он сидел задом наперед и защищал заднюю полусферу самолета. Сталин приказал использовать самолет как одноместный бомбардировщик