После этого настала очередь стрелкового вооружения. Опытный Р-6, как позже и серийные машины, нес две турели Тур-5: переднюю и заднюю. Последняя могла перекатываться поперек фюзеляжа, что увеличивало углы обстрела вбок и позволяло стрелять вниз. На каждой из Тур-5 стояли два пулемета ДА. В нижней выпускающейся башне находилась установка конструкции ЦКБ-39 с еще одним ДА. После испытаний в воздухе и на земле был получен отзыв: "Вооружение испытания выдержало". В качестве замечаний записали,что носовая кабина тесна, и указали еще 15 мелких дефектов. К требованию установить еще два неподвижных пулемета ПВ-1, выдвинутому в октябре 1930 г., уже не возвращались.
По последнему уточненному плану головной серийный Р-6 должен был быть предъявлен на испытания 7 сентября 1931 г. Фактически же самолет прибыл в НИИ ВВС 3 октября. Задержки в основном были связаны с несвоевременной поставкой оборудования. Так, в августе почти готовая машина еще не имела вооружения - оно просто не прибыло. Представители УВВС также практически до последнего момента вносили свои исправления и уточнения. Так, 6 июля очередная комиссия, побывавшая на заводе, потребовала перенести стойку трубки Пито, усилить обшивку под бомбодержателями и сами их балки, перекомпоновать оборудование в кабинах, ввести лаз от летнаба к пилоту. Это вызвало взрыв негодования у Туполева: "…УВВС переписывается,-а самолеты завод уже строит…". В итоге часть изменений военные согласились ввести со 2-й серии. Самолет же №2201, головной серийный, выпустили на испытания некомплектным - практически без вооружения и многих элементов оборудования.
Испытания головного Р-6 шли с 5 октября до 3 ноября 1931 г. От опытной машины он отличался моторами М-17 (советской копией BMW VIE7,3) и несколько измененными радиаторами.
Головной серийный Р6 №2201 на заводе
Серийный самолет стал на 126 кг тяжелее опытного. Основную лепту здесь внесли моторы - 60 кг. Отечественные колеса вместо импортных добавили 28 кг. Оставшиеся 38 кг разделялись между различными узлами планера. Головной Р-6 на разных, высотах уступал опытному в максимальной скорости горизонтального полета 12-13 км/ч и около 1 ООО м в практическом потолке. Ухудшилась и скороподъемность. Показатели горизонтального маневра практически не изменились. На снижение летных данных оказало влияние даже не столько перетяжеление самолета, сколько ненадежная работа двигателей. Хотя М-17 номинально должен был выдавать 500/730 л.с. - столько же, сколько базовый BMW, на практике он постоянно недодавал обороты. Кроме того, моторы перегревались.
Вообще в НИИ ВВС отметили 46 дефектов. Частично они повторяли то, что уже было сказано об опытной машине -на №2201 не было сделано в полном объеме все то, что ЦАГИ по результатам более ранних испытаний доработал на опытном Р-6. Моторамы стояли старого, неусиленного типа и тряслись в полете. Козырек пилотской кабины не имел окантовки, не было и боковых стекол - в кабину сильно задувало. В диапазоне скоростей 115-150 км/ч отметили вибрации оперения носовой и хвостовой частей фюзеляжа. В отчете записано: "На спирали очень сильно вибрирует хвостовое оперение
Накопали немало. 14Устойчивость поперечная неудовлетворительна". "Обзор вперед закрыт носом самолета, обзору вперед в стороны мешают моторы". При пикировании возникала большая нагрузка на штурвал. Наводка самолета на цель при бомбометании с горизонтального полета оказалась затруднительной - ни пилот, ни штурман-бомбардир не имели окон в полу кабины. Экипаж не имел никаких средств связи между собой. Педали ножного управления у летчика объявили неудобными. Много дефектов записали по эксплуатации. В отверстие, из которого выходил костыль, забивалась грязь - предложили сделать полотняный чехол. Верхний откидной капот мотора не фиксировался в поднятом положении, угрожая в самый неподходящий момент упасть на голову механику. Над маслобаками и кранами не имелось люков. Чтобы добраться до магнето, надо было снять переднюю кромку крыла, которую НИИ требовал приклепать намертво. Туго работали жалюзи радиаторов. Радиаторы постоянно текли. Все это предполагалось исправить на последующих сериях, начиная с первых месяцев 1932 г. Вместе с ЦАГИ вину в многочисленных дефектах в полной мере разделял завод №22, по поводу чего из НИИ ВВС сообщили: "Необходимо констатировать весьма низкое качество производства самолета…"
Однако, несмотря на все указанное выше, общий отзыв о машине оказался одобрительным. Вывод НИИ гласил: "Несмотря на некоторое понижение летных данных, головной серийный самолет Р6-2М17 не хуже, а по некоторым показателям даже лучше самолетов соответствующего класса, состоящих на вооружении на Западе, уступая лишь лучшим опытным образцам". Это действительно было так. Правда, "крейсеров" в мире практически никто не строил, и сравнение можно было провести только с рядом французских машин. Головной Р-6 испытания выдержал, серийным самолетам был открыт путь в строевые части ВВС РККА.
На будущее НИИ ВВС рекомендовал попробовать создававшиеся тогда моторы М-34(несколько ранее предлагали и М-32, так и не вышедший из опытной стадии), установить тормозные колеса,улучшить шасси. Для варианта дальнего разведчика потребовали спроектировать дополнительные баки на 600-700 кг бензина - дальность в 1680 км, определенная на испытаниях, в этом случае не удовлетворяла. Предложили создать и чисто бомбардировочный вариант Р-6, который по своим данным занял бы место между Р-5 и ТБ-1.