Одновременно НКТП обязали ко времени окончания испытаний первого опытного образца ДБ-3 (10 июля 1936 г.) представить СТО предложения о постановке массового производства ДБ-3, помимо завода № 39, на предприятиях Комсомольска-на-Амуре и Воронежа. НКТП предложили также в трехдневный срок доложить СТО о возможности построить на заводе № 18 в Воронеже в текущем году три-пять самолетов ДБ-3, не останавливаясь, если потребуется, перед снятием с производства самолетов К.А. Калинина и других конструкторов (имелось в виде ДБ-2 Туполева).
Серийные заводы еще только раскачивались, готовясь к освоению производства новых бомбардировщиков, а их уже загружали заказами, для выполнения которых не было главного – квалифицированных кадров и современного оборудования.
Куда же спешил товарищ Сталин, ведь при желании такая армада в совокупности с имевшимися в строю тяжелыми бомбардировщиками ТБ-3 могла разнести в пух и прах всю Европу?
Несмотря на приказы Наркомата и постановления СТО, в 1936 году завод № 39 не построил ни одного ДБ-3. Машины начали сдавать заказчику лишь в следующем году, и то с «большим скрипом». Не все было гладко с выполнением требований заказчика. Так, в июле 1937 года правительство разрешило Наркомату обороны принимать от промышленности до 1 октября ДБ-3 без радиостанций, обязав НКОП впоследствии установить их на все сданные самолеты.
В июле 1937 года на контрольные испытания в НИИ ВВС предъявили ДБ-3 (заводской № 3039002), эталон для серийного производства. Самолет отличался от предшественников вторым управлением в кабине штурмана, капотами моторов с юбками, маслорадиатором в крыле вместо кольцевого под капотом, измененным расположением оборудования и новым химическим вооружением – три выливных прибора ВАП-500. Испытания показали, что машина потяжелела почти на 200 кг по сравнению с ЦКБ-30 и уступала ей в скорости на 10–25 км/ч в зависимости от высоты, практический потолок снизился более чем на 500 м, а о скороподъемности и говорить не приходится. В то же время повысился запас продольной устойчивости, стало легче управление, не перегревались моторы. Но эталоном самолет не стал, поскольку отсутствовало протектирование топливных баков.
Несмотря на это, бомбардировщики начали покидать сборочный цех московского завода. В 1937 году изготовили 33 бомбардировщика, поступивших в 11-ю и 23-ю авиабригады.