Разведчик Р-3 с мотором «Лорэн-Дитрих»
Боевое крещение Р-3ЛД получил в Средней Азии. Произошло это весной 1930 года в районе Чарджуя и Ташауза, где «хозяйничали» банды Рустамбека и Шалтай-батыра. Против них и выставили сначала четыре Р-3ЛД 35-го авиаотряда (ао). Впоследствии Р-3ЛД освоил личный состав 40-го авиаотряда и была сформирована 37-я авиаэскадрилья.
В боях с басмачами Р-3ЛД использовали не только по его прямому назначению – разведка, но и для борьбы с бандитами путем бомбо-штурмовых ударов. Нередко экипажи разведчиков наводили на бандформирования конницу и механизированные части, что значительно ускорило борьбу с ними. Донесения наземным войскам, как правило, сбрасывали с помощью вымпелов, а сообщения получали посредством «кошек», когда записки с земли подхватывали крюком, цеплявшим натянутую между шестами веревку. Дело это было трудное и опасное, но альтернативы при отсутствии радиосвязи не было.
Борьба с басмачами продолжалась до конца 1933 года, когда они были практически ликвидированы, а жалкие их остатки ушли за кордон.
Незначительное количество АНТ-3 (конверсированных Р-3) как с моторами М-5, так и «Лорэн-Дитрих» использовалось в гражданской авиации, но массового распространения на гражданке они не получили из-за своей дороговизны и низкой весовой отдачи. Гражданская авиация предпочитала самолет П-5, переделанный из разведчика Р-5. В 1935 году Р-3 сошел со сцены, но роль его как средства пропаганды и борьбы с басмачами принижать не стоит, его создание себя оправдало.
Разведчик Р-3 с мотором «Лорэн-Дитрих»
В начале 1928 года ВВС подготовили техническое задание на новый многоцелевой самолет, предназначенный, по замыслу заказчика, для использования в качестве разведчика, трехместного истребителя сопровождения, воздушного «крейсера» для дальних самостоятельных полетов в тыл противника, бомбардировщика и торпедоносца.
Создание самолета, представлявшего собой уменьшенный вариант бомбардировщика ТБ-1, началось в бригаде И.И. Погосского, но после его гибели во время катастрофы гидросамолета АНТ-27 в 1934 году работу продолжили под руководством В.М. Петлякова.
На стадии проектирования рассматривались моторы «Испано-Сюиза» взлетной мощностью по 610 л.с. и 420-сильные «Юпитер-VI» фирмы «Бристоль». Но опытную машину укомплектовали 710-сильными двигателями БМВ IV.