В самолете устанавливали выдвижные вращающиеся башни в центроплане, бомбодержатели кассетного и балочного типа для 3000 кг различных бомб массой до 1000 кг и радиооборудование. Стрелковое вооружение — турель Тур-6 с одиночным или спаренным пулеметом ДА в носу фюзеляжа, две крыльевые башни с одним ДА, перекатываемые турели Тур-5 за крылом с одним или с двумя ДА. Боекомплект — 100 дисков по 63 патрона. Экипаж состоял из восьми человек: командир корабля, второй летчик, штурман-бомбардир, два воздушных стрелка, старший техник (моторист), два младших техника — они же стрелки в башнях.
Правда, на первых серийных машинах многое из вышеперечисленного оборудования отсутствовало: не хватало прицелов, бомбодержателей, пулеметов, только налаживался выпуск радиостанций. Поэтому самолеты сдавали войскам «условно» — под гарантийное письмо завода с общением выслать все недостающее по мере поступления. На 1 января 1933 года в боевом составе ВВС числилось 144 ТБ-3, в течение года было произведено еще 307 экземпляров.
На земле воздушный корабль обслуживали 5 механиков. Заправка только одного бензобака емкостью 1950 литров занимала три с половиной часа, а таких бензобаков имелось четыре. В систему охлаждения каждого мотора надо было влить 10–12 литров воды. Для наземного обслуживания планировалось разработать серию специализированных автомашин и прицепов, но на практике, вспомогательная техника, как правило, отсутствовала. К примеру, «в комплекте» с бомбардировщиком, для перемещения самолета по аэродрому, полагался трактор «Коммунар». В реальной жизни эту задачу решали 40–50 красноармейцев под руководством старшего техника.
Вопрос о необходимости модернизации ТБ-3 возник почти сразу после испытаний опытного образца. Предусматривалась замена двигателей М-17 на более мощные, усиление бомбардировочного и оборонительного стрелкового вооружения. Увеличивалась прочность самолета, скорость полета и потолок.
К этому времени в Центральном институте авиационного моторостроения бригада А.А. Микулина доводила и внедряла в серийное производство на московском заводе №-24 первый, действительно отечественный, двигатель жидкостного охлаждения М-34, созданный на базе BMW VI. Признаюсь, чем М-34 принципиально отличался от «папы», я так и не разобрался: те же габариты, те же 12 цилиндров того же диаметра, тот же ход поршня и угол развала. Разве только, что в микулинском моторе: «Блоки цилиндров, верхняя и нижняя половина картера стягивались шпильками в единую силовую схему, свободную от действия растягивающих сил», и вся «оригинальная» конструкция была «подчинена идее жесткости». При этом сухой вес вырос от 540 кг до 670 кг, а номинальная мощность с 500 л.с. до 750 л.с.
