Интенсивные боевые действий позволили выявить многие слабые места ДБ-3. В первую очередь резкой критике подверглась низкая надежность моторов М-87. Только 20% двигателей выработали заданный ресурс. Остальные вышли из строя из-за поломки нагнетателей и прогара поршней. Приходилось эксплуатировать моторы на пониженных оборотах, теряя тягу и, соответственно, скорость, щадя их ресурс. Форсирование М-87 резко ускоряло их выход из строя. В январе 1940 г. заместитель начальника ВВС Смушкевич докладывал наркому Ворошилову, что за четыре боевых вылета трех полков вышли из строя 34 двигателя, из них 15 – в воздухе. Недостаточно прочными оказались узлы крепления амортизаторов убирающихся лыж. Часто выходил из строя обогрев трубки Пито. Всасывающие патрубки забивались снегом на взлете и посадке. Текли клепаные швы бензобаков. Из полков жаловались на плохой обзор из штурманской кабины. Просили переделать сиденье, а то штурману почти весь полет приходится проводить полустоя.
Выявилось много эксплуатационных недостатков. Например, не мало досаждало механикам то, что многочисленные пробки бензобаков были неодинаковыми, и, вдобавок, отворачивались разными ключами. Чтобы добраться до аккумулятора, механику надо было влезть в нижний люк. Но в военное время там постоянно стоял пулемет. На ДБ-3 конструкторы не предусмотрели общего рубильника электросистемы. Из-за этого аккумуляторы начинали разряжаться еще на стоянке. Очень неудобно разместили некоторые эле менты оборудования. Например, для того чтобы сменить выключатель на щитке летчика, двум техникам приходилось работать целую ночь. А на улице были «обычные» – 35 гр. С…
Даже в условиях полного господства советской авиации в воздухе удалось сделать некоторые выводы об обороноспособности и боевой живучести ДБ-3. В отчете Отдельной авиагруппы записано: «Самолет ДБ-3 по своей живучести от повреждений зенитным огнем и обстрелом истребителей показал себя с хорошей стороны.». Один из бомбардировщиков 53-го полка вернулся на базу со 163 пробоинами и пятью пробитыми баками. Тем не менее, через двое суток он вновь был в строю. Большое количество бензобаков, рассредоточенных по крылу, оценивалось двояко. С одной стороны, при пробитии одного – двух баков вытекала довольно небольшая часть горючего. С другой, вероятность попадания в них увеличивалась. Протек торы хорошо затягивали отверстия от обычных пуль, но не спасали от бронебойных и зажигательных. Именно от пожаров в воздухе 27- я бригада понесла основные боевые потери.
Командование Северо-Западного фронта, анализируя причины потерь, рекомендовало ОКБ сгруппировать баки вместе, прикрыть броней, снабдить эффективной системой наддува инертным газом, обеспечить аварийное сбрасывание баков. Выступая на совещании в ЦК ВКП(б) в апреле 1940 г. командующий ВВС Северо-западного фронта Птухин говорил: «Одним из недостатков нашей авиации является большая уязвимость бомбардировочных самолетов, особенно ДБ. Плоскость имеет 14 бензобаков и при стрельбе противника специальными пулями машина быстро загорается. Машина должна быть более живучей. Конструкторам следует подумать над этим вопросом». Немного раньше, в феврале, Птухин даже предлагал вообще переместить баки в фюзеляж, а бомбы – в консоли.