На бомбардировщиках выпуска 1933 года добились достаточно высокой надежности. При этом от серии к серии вес пустого самолета неуклонно снижался. Если первые машины весили около 12 тонн, то вес последующих был снижен до 11,35 тонны. В годовом отчете НИИ ВВС было записано: «Самолет ТБ3-4М17 был доведен по своим данным полностью удовлетворяющим поставленной задаче». Неблагозвучно, но вполне справедливо. В результате совместных усилий коллектива конструкторов, серийных заводов и ВВС страна получила грозное современное оружие, с наличием которого не могли не считаться потенциальные противники.
На 1933 год ВВС первоначально заказали 350 ТБ-3, затем под давлением представителей промышленности военные ограничили свои аппетиты 300 машинами. По планам за год предстояло сформировать 22 эскадрильи, для чего требовалось 264 бомбардировщика. В действительности в 1933 году заводы выпустили 307 ТБ-3. Это позволило фактически впервые в мире создать крупные соединения стратегической авиации — бомбардировочные авиакорпуса (БАК). Было сформировано пять таких корпусов (по две бригады в каждом). Первоначально они имели в своем составе и ТБ-3, и ТБ-1, но постепенно четырехмоторные машины вытеснили двухмоторные.
Части и соединения тяжелых бомбардировщиков нередко носили сложные политические наименования, характерные для того времени. Например, «9-я бригада имени X Всесоюзного съезда Ленинского комсомола». Пять входивших в нее эскадрилий носили имена Ворошилова, Кагановича, Кирова, Постышева и Косарева.
За 1933 год смогли сформировать 17 тяжелобомбардировочных эскадрилий, в ВВС же хотели получить гораздо больше — из-за недовыполнения планов в этом году отказались от создания шести тяжелобомбардировочных бригад. Для развития ВВС РККА предполагалось, что «линкоры 2-го класса» ТБ-3 в 1934–1935 годах будут дополнены «линкорами 1-го класса» — ТБ-4 и ТБ-6 (соответственно восьми- и двенадцатимоторными). Но неудачный ТБ-4 так и остался опытным образцом, а до ТБ-6, слава богу, руки и вовсе не дошли.
С 1934 года парк тяжелобомбардировочной авиации начал пополняться модернизированными ТБ-3 с оригинальными двигателями А. А. Микулина М-34. С начала 1933 года серийные М-34 (мощность 750–800 л. с.) начали выпускаться московским заводом № 24 (ныне завод «Салют»).
Самолеты с М-34 были почти на тонну тяжелее: сами моторы весили больше, емкость маслобаков увеличили почти вдвое, и в системе охлаждения стало в полтора раза больше воды. В самолетах последней серии из подкрыльевых опускаемых башен убрали часть оборонительного вооружения, которое заменили «кинжально» установленными в люке фюзеляжа орудиями для стрельбы вниз.
От серии к серии, по мере совершенствования производства, планер бомбардировщика становился легче. Если вес первых пустых самолетов с М-34 в среднем составлял около 12,5 тонны, то далее он снизился до 12,2 тонны, а у самолетов без башен Б-2 дошел до 12,1 тонны.
M. H. Тухачевский в статье «Армия пролетарской диктатуры», опубликованной в «Правде» 23 февраля 1933 года, удовлетворенно отмечал, что «тяжелая же наша авиация имеет исключительно крупные достижения и по качеству стоит не ниже тяжелой авиации наиболее вооруженных капстран».
Видный советский авиационный теоретик, профессор ВВИА имени Н. Е. Жуковского, комбриг (с 1935 года) А. Н. Лапчинский писал в своей работе 1932 года «Воздушные силы в бою и операции»: «В области воздушного дела, так же как и в других областях, мы имеем крупнейшие достижения. Достаточно указать на тот факт, что лучшие французские машины, посланные на конкурс самолетов в Персию, оказались битыми по всем показателям нашими самолетами, чтобы ясно представить себе те успехи, которых мы достигли в качестве наших самолетов. Этот успех нашей авиационной техники не единственный. В целом ряде достижений мы имеем в настоящее время показатели мирового масштаба. Мы не можем не отметить при этом, что наша собственная оценка наших успехов подчас излишне скромна, ибо мы не прибегаем к той рекламе, которая свойственна буржуазным странам. Наши масштабы далеко превосходят масштабы других стран…