Довольно длительное время ЦКБ-26 и ЦКБ-30 испытывались параллельно. На обеих машинах летал Коккинаки. ЦКБ-26 готовили к демонстрации на первомайском параде. В процессе подготовки к параду 20 апреля Коккинаки неожиданно сделал над Центральным аэродромом мертвую петлю, а затем подряд еще две. Эту фигуру высшего пилотажа до этого в нашей стране на двухмоторном самолете еще не делал никто. На это не были способны даже опытные многоместные истребители Туполева!
1 мая Ильюшин находился на трибунах Красной площади и видел, как в общем строю пролетел и ЦКБ-26. Самолет только успел сесть, как поступил приказ подготовить машину к показу членам правительства. И действительно, вечером на аэродром прибыла кавалькада черных лимузинов. Из одного из них вышел Сталин. Он выслушал доклад о новом бомбардировщике и ходе работ по нему, задал вопросы о его технических характеристиках и в заключение попросил показать на ЦКБ-26 высший пилотаж. Тут Коккинаки выложился «на все 100%» – последовал каскад виражей с большим креном, горок, спиралей, завершившийся опять тремя петлями. Высказанная Сталиным просьба не медлить с проведением испытаний ЦКБ-30 с целью уже в конце лета передать самолет в серийное производство означала резкую перемену в судьбе ДБ-3. Приоритет от Туполева перешел к Ильюшину.
2 мая Ильюшина и Коккинаки заслушали на совещании в Кремле. Решался вопрос о серийном производстве ильюшинской машины. Самолет было предписано внедрить на заводе №39. Уже приготовленную оснастку для ДБ-2 там пустили на слом. Попутно Коккинаки «на высшем уровне» получил разрешение совершить на ЦКБ-26 серию рекордных полетов.
Один из первых серийных ДБ-3 с моторами М-85 является экспонатом ионинского авиамузея.
Их наметили на июль 1936 г. Официальным рекордным полетам предшествовали тренировочные, уже в ходе которых удалось побить рекорды высоты с грузом 500, 1000 и 2000 кг. Таким образом можно было твердо рассчитывать на результативность полетов официальных, Первый из них состоялся 17 июля. В качестве груза в бомбоотсек уложили 500 кг чугунных болванок. Коккинаки вернулся через час. Барограмма показала высоту 11.294 м, почти на километр выше старого рекорда, поставленного во Франции. Это был первый советский авиационный рекорд, официально зарегистрированный международной федерацией (ФАИ). Коккинаки получил персональную поздравительную телеграмму от Сталина. Новый рекорд, с грузом 1000 кг, последовал 26 июля. А 3 августа и 7 сентября Коккинаки вновь побил собственные рекорды, демонстрируя выдающиеся данные ЦКБ-26.
Пока ставили рекорды, ЦКБ-30 в стремительном темпе проходил сперва заводские, а затем Государственные испытания в НИИ ВВС. Туда самолет поступил в июне, закончили программу Госиспытаний в начале сентября. Ведущим летчиком являлся капитан К.П.Миндер. За 140 дней ЦКБ-30 налетал 85 часов. Результатом стало принятие нового бомбардировщика на вооружение ВВС РККА.
Для этого имелись все основания. Уступая туполевскому СБ по скорости всего на 8,5 км/ч, а в практическом потолке на 500 м, ильюшинский самолет превосходил его в дальности почти в два раза, а по максимальной боевой нагрузке-почти впятеро. ЦКБ-30 выгодно отличался и по ассортименту боевой нагрузки. Он мог нести бомбы от небольших П-40 и ФАБ-50до огромной ФАБ-1000, выливные химические приборы ВАП-4, дымовые ДАП-100. При этом возможности одновременного несения бомб разных калибров были существенно шире, чем у СБ. Выше оценивалась и обороноспособность машины – за счет лучшего обзора и больших углов обстрела носовой и верхней установок. Испытателям понравились просторные кабины. Это не только обеспечивало удобство работы экипажа, но и повышало эксплуатационную мобильность бомбардировщика – при переброске с аэродрома на аэродром можно было взять на борт техников, инструмент и запчасти. Возможно, здесь сказалось заложенное в техническое задание потенциальное гражданское применение самолета. В отчете НИИ особо была отмечена простота пилотирования: «Самолет ДБ-3 достаточно легок и прост на взлете и посадке. Прост и устойчив на эволюциях в воздухе».
Разумеется, обнаружились и недостатки. На рулении и взлете самолет тянуло вбок – сказывалось то, что оба мотора вращали пропеллеры в одну и ту же сторону. Французы делали «Гном-Рон» в двух вариантах, отличавшихся редукторами левого и правого вращения. На ЦКБ-30 же стояли два одинаковых – левого вращения (у нас решили выпускать только такие). При полете на одном моторе триммер руля поворота не снимал полностью нагрузки с педалей. Пилоту приходилось очень тяжело. Продольную устойчивость вообще оценили как недостаточную. Неудобен был выпуск шасси – летчику надо было сделать семь операций с ручками и кранами, расположенными в разных местах кабины. Из-за отсутствия триммеров на Элеронах при неравномерном расходовании бензина из консольных баков самолет начинал валиться на крыло.
Но все это посчитали второстепенным и вполне устранимым в серийном производстве. Вывод по результатам испытаний гласил: «По своим высоким летно-техническим и эксплуатационным данным самолет ДБ-3 2 М-85 (так у нас обозначили «Гном-Рон»14Kurs – Прим. авт.) необходимо возможно скорее внедрить на вооружение частей ВВС РККА…». Испытания еще не кончились, а самолет уже приняли на вооружение. Это произошло 5 августа 1936 г.