Завод № 153 введен в строй в 1936 г. и с 1936 г. серийно выпускал самолеты И-14, И-16, УТИ-4 и другие.
28 мая 1936 г. постановлением Совета Труда и Обороны СССР «О научно-исследовательском экспериментальном институте ЦАГИ» было определено, «…что основной задачей ЦАГИ является обеспечение авиационной промышленности научно-технически проверенными данными… позволяющими производить выпуск технически совершенных самолетов…».
Одновременно из ЦАГИ выделили конструкторское бюро и ЗОК и на их базе создали самостоятельную единицу, подчиненную непосредственно ГУАП НКТП СССР. Во исполнение этого постановления в начале июля первым заместителем директора ЗОК и начальником конструкторского отдела назначили В.М. Петлякова, а заместителями начальника КО стали С.Л. Берг и П.О. Сухой.
Неудача С.А. Леваневского и его отказ от трансарктического перелета на самолете РД поставили под сомнение дальнейшую судьбу этого уникального самолета. Положение спас В.П. Чкалов, согласившийся возглавить экипаж и выполнить сорванный полет. Но сначала, для проверки надежности машины, экипажу в составе: В.П. Чкалова, Г.Ф. Байдукова и А.В. Белякова – разрешили выполнить полет на РД-2 в Арктической зоне СССР по так называемому «Сталинскому маршруту»: Москва – остров Виктория – Земля Франца-Иосифа – Северная Земля – бухта Тикси – Петропавловск-Камчатский – Николаевск-на-Амуре – Рухлово – Иркутск, протяженностью около 11 000 км.
Перелет начался 20 июля 1936 г., но 22 июля из-за исключительно сложных метеоусловий В.П. Чкалов вынужден был прекратить полет. Самолет приземлился на острове Удд (ныне остров Чкалов) в Сахалинском заливе. За 56 часов 20 минут экипаж преодолел расстояние в 9374 км. Самолет полностью подтвердил возможность осуществления полета через Северный полюс в Америку.
13 августа 1936 г. Центральный Исполнительный Комитет Союза ССР постановил:
«За отличную работу и выдающиеся достижения, связанные с постройкой самолета АНТ-25, его испытаниями и организацией перелета Москва – Николаевск-на-Амуре… наградить: орденом Знак Почета…
2. Сухого Павла Осиповича – инженера-конструктора, руководившего проектированием “АНТ-25ˮ, ранее награжденного орденом Красной Звезды.
3. Фомина Николая Александровича – ведущего инженера по конструированию самолета ЦАГИ….»
20 августа летчик-испытатель М.Ю. Алексеев на самолете ДБ-2 дублер с бомбовой нагрузкой 1000 кг совершил беспосадочный перелет по маршруту: Москва – Омск – Москва, пролетев 4955 км за 23 часа 20 минут со средней скоростью 213 км/ч.