Первые ДБ-3, изготовленные в Воронеже, перегонялись в 64-ю авиабригаду, дислоцированную неподалеку. Эта часть входила в состав 2-й армии особого назначения (АОН-2). В конце 1937 года первый ДБ-3 поступил и в 47-ю скоростную бомбардировочную эскадрилью ВВС Балтийского флота.
Позже все же приступил к постройке ДБ-3 завод № 126 в Комсомольске-на-Амуре. Произошло это в 1938-м, и до конца года там собрали около 400 бомбардировщиков. Это предприятие перед войной занимало особое положение в НКАП. Из-за большой удаленности от столицы и сложности со снабжением предприятия комплектующими изделиями и материалами ему разрешили не согласовывать изменения в чертежах с ОКБ. Достаточно было подписи главного инженера, чем заводчане охотно и пользовались. Естественно, страдало и качество собранных машин, летные данные которых заметно уступали столичным. А постоянные доработки самолетов приводили к их существенному удорожанию. По этим же причинам завод № 126 последним перешел на выпуск ДБ-3Ф.
Первые два года самолеты ДБ-3, покидавшие сборочные цехи заводов, имели очень много брака. Причинами тому была не только низкая квалификация рабочих, но и несоблюдение технологической дисциплины и полное отсутствие культуры производства. Даже на Московском авиазаводе № 39, где, казалось бы, были собраны самые опытные с большим стажем рабочие, брак иначе как массовым не назовешь. А что говорить про новые предприятия, привлекавшие для создания самолетов рабочих из сельской местности, не имевших даже начального образования!
Обеспокоенные поступлением в строевые части ВВС бракованной техники, командующий Авиацией особого назначения (АОН) комдив Хользунов и член Военного совета АОН дивизионный комиссар Гальцев сообщали 19 апреля 1938 года наркому обороны Ворошилову:
...
«По донесению инженера АОН тов. Шишкина, находящегося в качестве нашего представителя на заводе № 18, по приемке самолетов ДБ-3, участвующих в первомайском параде, обнаружены в элероне и других ответственных местах самолетов посторонние предметы (зубила, напильники), а также некоторые дефекты производственного порядка отдельных агрегатов самолета.
По донесению нашего представителя тов. Балашова на заводе № 39 при приемке ДБ-3 обнаружен напильник в трассах управления.
Эти факты свидетельствуют об отсутствии на указанных заводах достаточной мобилизованности на бдительность и ответственности за выполнение важного задания в подготовке самолетов к первомайскому параду.
Об указанных фактах поставлены в известность заводская администрация и органы НКВД для принятия соответствующих мер».