По мнению летного состава, управление самолетом было простое, отмечались хорошая устойчивость и отличный обзор из кабин. Техники подчеркивали, что в эксплуатации он был прост и удобен. В сентябре 1940 года ДБ-240 предъявили на государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущими по машине назначили инженера Фингерова, летчиков Л.П.Дудкина и М.А.Нюхтикова, штурманов Н.П.Цветкова и С.З.Акопяна. Облетали самолет П.М.Стефановский, Малышев, Н.И.Шауров, П.И.Никитин и И.Д.Соколов.
Близкое знакомство с самолетом впечатляло. Оборонительное вооружение состояло из крупнокалиберного пулемета БС с боезапасом 200 патронов на убираемой в крейсерском полете в фюзеляж верхней турели ТАТ-БТ и двух 7,62-миллиметровых ШКАСов на носовой «НУ» и люковой «ЛУ» установках с боекомплектом по 1000 патронов на ствол. Бомбовая нагрузка доходила до четырех тонн. При этом, в грузовом отсеке свободно размещалось до двух тонн бомб, включая две фугаски ФАБ-500, и под крылом еще столько же, в том числе и две ФАБ-1000 – самые крупные тогда отечественные авиабомбы. Бензобаки, вмещавшие 6300 литров, обеспечивали дальность 4100 километров при взлете с перегрузочным весом. По максимальной скорости 455 километров в час, полученной на заводских испытаниях, самолет уступал разве что фронтовым бомбардировщикам.
Но вскоре выяснилось, что топливные баки на машине не защищены протектором, а это значит, что в случае их прострела вероятность возникновения пожара была достаточно велика. Да и при самом благоприятном исходе утечка горючего оставляла мало шансов для выполнения задания. Колеса не соответствовали полетному весу машины. Отсутствовали отопление кабин экипажа и противообледенительные устройства носков крыла и лопастей винтов.
Тем не менее, самолет с экипажем из четырех человек по многим характеристикам оказался не хуже иностранных дальних бомбардировщиков тех лет, состоявших на вооружении Германии, Великобритании и Соединенных Штатов Америки. Наличие разнесенных килей, крупнокалиберного пулемета и двух стрелков в задней кабине обеспечивало оборону самолета в задней полусфере лучше, чем на скоростном бомбардировщике СБ и дальнем ДБ-3. Самолет обладал хорошей путевой, но недостаточной поперечной устойчивостью, выражавшейся в раскачке с крыла на крыло. В продольном отношении самолет становился неустойчивым на режимах набора высоты при работе двигателей на режиме максимальной мощности и центровке большей 28,5 процентов средней аэродинамической хорды, в горизонтальном полете – с центровками больше 30 процентов, а на планировании – свыше 34 процентов. Отмечались хорошие обзор экипажа и схема оборонительного огня, несложность взлета и посадки.
