По количеству списанных ГВФ машин АНТ-9 занимал вторую строчку после П-5 (разоруженных Р-5), которых в парке ГВФ имелось куда больше. Планировали уже в 1936 году снять с эксплуатации все машины этого типа, но их списание требовалось чем-то компенсировать, а промышленность не могла предложить ничего подходящего. В 1937 году аварий стало еще больше. Пять самолетов разбились полностью. Руководство гражданской авиации отмечало: «Качество самолетов ПС-9 с двумя моторами М-17 — весьма низкое». Исправных самолетов становилось все меньше. В отчете ГУ ГВФ за 1938 год констатировали, что ПС-9 «…эксплуатируются в настоящее время только потому, что нечем заменить». Действительно, ПС-89 и ПС-35 очень долго доводились, были построены в мизерном количестве и оказались весьма ненадежными. В мае 1939 года в ГВФ имелись 34 ПС-9, из них 21 исправный. Они были разбросаны по разным управлениям и авиагруппам, в основном в Сибири и Средней Азии. В начале 1940 года два ПС-9 включили в состав 2-го отряда Особой авиагруппы ГВФ, действовавшей на Северо-Западном фронте.
К началу Великой Отечественной войны в парке ГВФ осталось менее двух десятков ПС-9 как в трехдвигательных, так и в двухдвигательных вариантах. И все же ПС-9 были очень «живучи». Они уже выработали многократно продлевавшийся ресурс, на них стояли моторы, прошедшие по пять — семь капремонтов! На 1 января 1943 года в списках ГВФ значились 15 машин этого типа, из них 13 — исправных. К сентябрю их осталось 11, к декабрю — 10. В это число входили две фронтовые машины из 8-го отдельного транспортного полка («отрап»). Использовали их не только для грузовых перевозок, но и для ночной выброски разведывательно-диверсионных групп в тылу врага. За время эксплуатации на фронте эти машины перевезли 655 человек и 67,3 тонны разных грузов. Возили наземный состав перебазируемых авиаполков, боеприпасы, запчасти, медикаменты. Иногда «старушки» делали до шести вылетов в день! На 1 января 1944 года в полку остался лишь один ПС-9, второй отправили в тыл.
Улучшение обстановки на фронте, рост выпуска новых самолетов и поставки С-47 по ленд-лизу позволили провести модернизацию ГВФ. За 1944 год девять ПС-9 списали по износу. Десятый же потерянный самолет, принадлежавший 8-му транспортному полку, числится по разряду «небоевые потери». Он разбился в нашем тылу, на Украине, после обстрела бандеровцами летом 1944 года. По-видимому, это был последний ПС-9.
В начале 1930-х годов под руководством и при самом активном участии Андрея Николаевича были построены АНТ-10 (Р-7) и АНТ-13 (И-8).
Цельнометаллический разведчик АНТ-10 (Р-7) — последний третий полутораплан-биплан в творческой истории Туполева был более дорог, чем серийно выпускавшийся деревянный Р-5 конструкции H. H. Поликарпова.
АНТ-13 — «общественный самолет», то есть машина, спроектированная в нерабочее время, строился на основе оставленного, ввиду перегрузки туполевского коллектива, проекта АНТ-12. Этот истребитель планировалось использовать в системе ПВО страны в качестве перехватчика — по терминологии того времени — «жокея». 12 декабря 1930 года M. M. Громов впервые поднял машину в воздух. Истребитель не удовлетворял предъявляемым к нему требованиям ввиду отсутствия в стране достаточно мощных высотных двигателей.
Нереализованный проект морского тяжелого бомбардировщика-торпедоносца — МТБТ — АНТ-11 стал основой для большой работы над АНТ-22 — шестимоторным «морским крейсером» — самым большим гидросамолетом, построенным по катамаранной схеме. Этот проект пользовался особым вниманием Андрея Николаевича, не раз говорившего в узком кругу, что он «обязан сделать большой гидросамолет». Туполев подходил к этой работе очень ответственно и сформулировал для ЦАГИ ряд задач, требовавших решения при осуществлении проекта. Научные и проектные задачи оказались очень сложными, достаточно сказать, что самолет этот планировался двух-, трех-, четырех-, а получился шестимоторным. Туполев со своими единомышленниками блестяще справился с поставленной задачей и смог завершить проект «большого гидросамолета» в 1934 году.
В самом начале 1930-х важнейшим шагом в развитии отечественного гражданского самолетостроения стала работа коллектива ЦАГИ под руководством А. Н. Туполева по проектированию и созданию самого крупного на то время пассажирского лайнера АНТ-14, получившего впоследствии название «Правда». Эта пятимоторная машина представляла собой цельнометаллический высокоплан с гофрированной дюралевой обшивкой, спроектированный по схеме, являющейся дальнейшим развитием самолета АНТ-9. В конструкции АНТ-14 проявилась свойственная для туполевских машин производственная преемственность, и находилось много узлов и агрегатов, заимствованных у АНТ-6 (ТБ-3) и АНТ-9.
АНТ-14 явился продолжением генеральной линии Туполева по созданию тяжелых самолетов-монопланов с большой полезной нагрузкой.