Первый прототип ДБ-3Ф поднял в воздух 21 мая 1939 г. Владимир Коккинаки. Трехмесячная программа летных испытании выявила ряд дефектов. Двигатель М-88 оказался экстремально ненадежным, в серийное производство его не передавали. Из-за несовершенной системы охлаждения двигатели часто перегревались, отказывали и винты ВИШ-23. Перед Государственными Испытаниям на прототип поставили проверенные моторы М-87Б с винтами ВИШ-3. Первый этап ГИ начался 31 августа 1939 г.. Прототип ДБ-3Ф имел нормальную взлетную массу 7660 кг. В ходе ГИ самолет показал максимальную скорость 445 км/ч на высоте 5400 м.
ДБ-3Ф (1939 г.)
Первую партию из пяти бомбардировщиков ДБ-3Ф для ВВС РККА изготовил ГАЗ № 39 на Ходынке в ноябре 1939 г. ВВС не приняли все пять самолетов по причине технических дефектов. Новые двигатели М-88, которыми были оснащены машины, страдали множеством пороков. На самолетах, которые строились в Воронеже и в Комсомольске, в основном ставились моторы М-87Б. Внешних отличий самолеты с М-88 от самолетов с М-87Б не имели. ВВС забраковали 29 из 49 построенных в декабре 1939 г. самолетов ДБ-3Ф, в основном из-за дефектов шасси и моторов.
Серийные самолеты имели ряд отличий от прототипа. На серийных бомбардировщиках оставили одну посадочную фару в левой плоскости, правая фара не ставилась. Вместо одинарных навигационных огней в торце законцовке крыла у прототипа, на серийных бомбардировщиках АНО ставили на верхних и нижних поверхностях крыла. Блистеры на створках ниш основных опор шасси уменьшили в размерах.
Серийные ДБ-3Ф комплектовались увеличенными колпаками турелей МВ-3. Все самолеты, построенные ранее весны 1940 г. не окрашивались. Опознавательные знаки наносились на верхние и нижние поверхности обоих консолей крыла и по бортам задней части фюзеляжа. Незадолго до начала войны была введена камуфляжная окраска дальних бомбардировщиков - зеленые пятна поверх дюраля. Чаще всего такой камуфляж рисовали кисточками от руки.
ДБ-3Ф (1940 г.)
Эпопея с двигателем М-88 продолжалась в 1940 г. В первом квартале 1940 г. запорожский ГАЗ-29 поставил примерно 100 двигателей с большим количеством дефектов, в массе своей моторы нельзя было ставить на самолеты. Постоянные проблемы доставляли маслорадиаторы, которые делал ГАЗ-34 в Москве. В полетах на большой высоте двигатели часто грелись, масло замерзало. Неудивительно, что выпуск ДБ-3Ф велся в начале 1940 г. низкими темпами.
Возня с М-88 и маслорадиатором продолжалась до марта 1940 г. Параллельно вносились изменения в конструкцию планера. Комплект чертежей на прототип ДБ-ЗФ составлял 8147 «синек», 2174 чертежа на серийные машины были выполнены заново. а в 5211 внесены изменения. {1}
В январе 1940 г. завод № 18 в Воронеже собрал девять ДБ-3Ф с М-87Б и два ДБ-3Ф с моторами М-88. В ходе заводских испытаний сменили четыре двигателя М-88. В конце 1939 г. в конструкцию ДБ-3Ф на заводе № 18 внесли 101 изменение, в начале 1940 г. – еще 44 изменения. Большинство доработок было учтено в самолетах постройки марта 1940 г.