На бомбардировщиках выпуска 1933 г. добились достаточно высокой надежности как планера, так и мотоустановки. При этом от серии к серии вес пустого самолета неуклонно снижался. Если для первых машин он был около 12 000 кг, то к машине № 22301 дошли до уровня 11 350 кг. В годовом отчете НИИ ВВС удовлетворенно записано: «Самолет ТБЗ-4М17 был доведен по своим данным полностью удовлетворяющим поставленной задаче». Немного коряво, но вполне справедливо. В результате совместных усилий коллектива конструкторов, серийных заводов и ВВС страна получила грозное современное оружие, с наличием которого не могли не считаться потенциальные противники.
За 1933 г. завод № 22 выпустил 270 ТБ-З, еще 37 добавил завод № 39. Согласно постановлению Реввоенсовета, с 1 января 1934 г. приемку самолетов с моторами М-17 следовало прекратить – предполагался переход на новые двигатели М-34. На самом деле их еще некоторое время продолжали строить из-за нехватки новых двигателей. При этом часть машин выпуска 1934 г. получила усовершенствованные М-17Ф (500/715 л.с.).
В конце 1934 г. первый ТБ-3 выпустил новый завод № 18 в Воронеже. Предприятие было еще не достроено. Машину собирали прямо на краю аэродрома, а выкатывали вручную – не нашлось тягача. Завод № 18 в 1934 г. выпустил пять ТБ-З, после чего его переключили на выпуск другой продукции ..
Развертывание массового производства тяжелых бомбардировщиков позволило создать действительно мощную стратегическую авиацию. Быстрейшему внедрению ТБ-3 в эксплуатацию придавалось очень большое значение. Алкснис еще в декабре 1931 г. разослал циркуляр, в котором говорилось: «В 1932 году к нам в ВВС поступит большое количество ТБ-3 на вооружение и в эксплуатацию. С такими большими и сложными машинами мы столкнемся впервые… Если мы немедленно не начнем готовить личный состав и, главное, приспособления и оборудование…, то встретим чрезвычайно большие затруднения…» И уже с начала года начали формироваться тяжелобомбардировочные бригады, которые должны были осваивать новую технику. Для них готовили аэродромы, подвозили необходимое оснащение, боеприпасы, горючее. Для этих бригад подбирали лучших летчиков, штурманов, стрелков. Группы специалистов проходили обучение в НИИ ВВС и на заводе № 22.
Еще 1 апреля 1932 г. с одним из первых серийных самолетов ознакомили в Монино командный состав ВВС Московского военного округа. Это не было случайным. Именно 17-й авиабригаде в Монино предстояло первой осваивать ТБ-З. Это соединение, вооруженное ТБ-1, уже имело опыт эксплуатации тяжелых цельнометаллическихмашин, и можно было рассчитывать, что оно быстрее достигнет стадии боеспособности. Далее предполагалось начать формирование четырех эскадрилий 26-й бригады в Сеще и трех – 30-й в Ржеве. Далее на повестке дня стояли 11-я бригада в Воронеже, 20-я в Харькове и 27-я в Ростове-на-Дону. Это все в Европейской части страны. На Дальнем Востоке и в Забайкалье предполагалось сформировать четыре бригады – две в Бочкарево, одну в Хабаровске и одну в Никольск-Уссурийске.
