Оказались необходимыми У-2 в Полярной авиации. В частности, в 1938 г. один самолет вместе с амфибией LU-2 принял участие в эвакуации полярников с дрейфующей станции «Северный Полюс-1». Обе машины были доставлены разобранными на ледоколах «Таймыр» и «Малыгин», собраны прямо на льду и совершили несколько полетов, во время которых обнаружили лагерь папанинцев и перевезли их оттуда к судам. И после войны для По-2 нашлась работа в Заполярье. Например, на Таймыре работал отряд из пяти таких самолетов (в т.ч. один С-2), который провел аэрофотосъемку местности в районе реки Хатанга.
В целом сфера применения По-2 после завершения Великой Отечественной расширилась. В начале 1950-х гг. отдельные звенья придавались руководству крупных новостроек, таких, как Волго-Донской и Каракумский каналы. Стали использовать «кукурузники» для патрулирования ЛЭП, В 1951 г. в северных районах впервые начали применять По-2 для охоты на волков. Мастер спорта В.Мокридин за 5 вылетов застрелил пятерых «серых». Весной 1954 г. с По-2 стрелки уничтожили 27 волков и одну росомаху что составило 47% всей добычи охотников Ненецкого национального округа. В своих традиционных секторах По-2 использовались тоже очень интенсивно. Например, в Кемеровской области в 1953 г, санавиация совершила 597 вылетов, эвакуировав из отдаленных селений 122 больных. В отрядах ГВФ По-2 эксплуатировались, по крайней мере, до 1960 г. Им на смену пришли более современные Ан-2, Як-12 и вертолеты.
Санитарный С-1 Украинского управления ГВФ. Сталино, 1934 г.
Госпитализация больного с помощью С-1. Таджикистан, 1 938 г.
Обретение боевого опыта
Первыми испытали У-2 в боевой обстановке экипажи авиационных подразделений погранвойск НКВД. Во второй половине 1930-х гг. они занимались воздушным патрулированием приграничных территорий малонаселенных районов Средней Азии, Сибири, Дальнего Востока и неоднократно обнаруживали нарушителей либо их следы. С помощью сбрасываемых вымпелов авиаторы докладывали об увиденном на заставы, а затем, по возможности, отслеживали маршруты движения «целей». Нередко нарушители открывали огонь во воздушным пограничникам, иногда им удавалось серьезно повредить самолет или даже сбить его.
Первым военным конфликтом, в котором приняли участие У-2, стали боевые действия против японцев в районе озера Хасан в августе 1938 г. Там несколько санитарных С-1 участвовали в эвакуации раненых. В мае-сентябре следующего года небольшое количество У-2 использовалось в качестве связных машин в ходе другого конфликта с японцами на реке Халхин-Гол в Монголии. Не успели отгромыхать бои на Дальнем Востоке, как Красная Армия двинулась в поход для присоединения Западных Украины и Белоруссии. Наземным войскам были приданы достаточно многочисленные армейские эскадрильи и корпусные звенья У-2, которые, кроме традиционных связи и эвакуации раненых, занимались разведкой и перевозкой начальства. В ходе этих полетов У-2 с воздушным противником не встречались, но иногда обстреливались с земли отдельными группами разбитой польской армии. Бывало, доставалось от своих. Так, два самолета сбили по ошибке пулеметчики 2-го кавкор-пуса Украинского фронта.
Вспыхнувшая зимой того же года советско-финская война стала более серьезным испытанием для экипажей У-2. В конфликте было задействовано немало этих машин. На 1 января 1940 г. только авиация Балтфлота насчитывала 44 таких самолета, а к 1 марта их число возросло до 65. Особенно много У-2 потрудились на санитарно-эвакуационных перевозках. Такой работой занимались, прежде всего, 150 самолетов Северной авиагруппы ГВФ, в которую входили К-5, АНТ-9, ПС-84, но основу составляли С-1 и С-3. «Крылатые санитары» вывезли 21 тыс. человек {15% от общего числа раненых), при этом 40% тяжелораненых удалось доставить в Ленинград, где они размещались в окружных госпиталях и горбольницах в первые же часы после ранения. Было также переброшено около 3000 л консервированной крови, а всего авиаторы перевезли 2664 т грузов. Особо отличился командир звена 1-го авиаотряда л-т А.Н.Яковлев. К марту 1940 г. он совершил 164 боевых вылета, причем не только санитарных, но и разведывательных, а также на корректировку артогня. Однажды, перевозя раненых, он увидел, как на земле группу красноармейцев накрыло взрывом. Летчик приземлился, оказал помощь пострадавшим, а двух из них уложил, привязав на нижнем крыле, и доставил в госпиталь. По имеющимся данным, Яковлев стал первым летчиком У-2, заслужившим звание Героя Советского Союза.
Без потерь та тяжелая война для У-2 не обошлась. Например, 20 декабря один из самолетов совершил вынужденную посадку на территории противника у н.п. Торваярви и был захвачен финнами. Они не стали ремонтировать трофей, однако У-2 дожил до наших дней, ожидая реставрации в запасниках авиамузея города Тиккакоски. Балтфлот в конфликте потерял 2 аппарата - оба в летных происшествиях. Так, 6 января при посадке на лед в 15 км к северо-востоку от о. Сескар провалился У-2, пилотируемый летчиком Баруздиным из 13-й АЭ. Пилот успел покинуть ушедшую в глубину машину.
В июне 1940 г, У-2 приняли участие в двух масштабных операциях РККА: вводе войск в прибалтийские республики, а также в Бессарабию и Северную Буковину. Сопротивления Красная Армия нигде не встретила, и подразделения У-2 потерь не понесли.