Существовали еще планы строительства нового завода на Дальнем Востоке, в районе Болонь-Оджен, который должен был выпускать до 200 ТБ-3 в год. Впоследствии для этого предприятия выбрали другую площадку — в нынешнем Комсомольске-на-Амуре, но ТБ- 3 там не строили.
Учитывая первый опыт эксплуатации в частях, в серийные машины постепенно внесли ряд изменений. Все самолеты с конца 1932 г. имели гладкий, а не гофрированный носок крыла. После резкого скачка веса на первых бомбардировщиках, вызванного примитивной технологией и заменой импортных легированных сталей отечественными более низкого качества, ТБ-3 облегчили за счет снятия части внутренних переборок, лестниц и прочих второстепенных элементов. С самолета № 2236 (т. е. 36-й машины завода № 22) на передней части фюзеляжа появились поручни, облегчающие покидание пилотской кабины с парашютом. С бомбардировщика № 22141 стали перекрывать металлическими лентами щели между фюзеляжем и крылом. Со второй половины 1932 г. УВВС требовало ввести новые поворачивающиеся подкрыльевые башни, но они так и не появились. Все ТБ-3 ранних серий оснащались «штанами» по типу Р-6.
Серийные ТБ-3 выпуска 1933 г. вобщем-то не сильно отличались от бомбардировщиков, сданных заводом № 22 годом раньше. С машины № 22252, практически уже под конец года, ввели «люльку» — выступ под носовой частью. Это позволило удобнее разместить штурмана при бомбометании. В «люльку» перенесли для него бомбовый прицел. Отзываясь на жалобы о плохом обзоре из штурманской кабины, в ней ввели дополнительные боковые окна. Намечавшиеся УВВС мероприятия по применению новых моторов М-34 или оснащению М-17 понижающим обороты редуктором (что обеспечивало большую эффективность винтомоторной группы для такого тихоходного самолета), замены резиновых амортизаторов гидравлическими, возможности снятия бензобаков без разборки крыла остались пока нереализованными. Предлагалось, в частности, закупить за границей 20 комплектов колес с механическими и пневматическими тормозами, а образцы гидроамортизаторов заказать у итальянских фирм.
Основным направлением совершенствования ТБ-3 тогда являлось увеличение дальности его полета. В первую очередь это было необходимо для условий Забайкалья и Дальнего Востока, где потенциальные цели далеко отстояли от советской границы. По просьбе командования ВВС Отдельной Краснознаменной Дальневосточной армии (ОКДВА) в ЦАГИ начали проектировать вариант ТБ-3 с моторами М-17Ф (еще не существовавшими), уменьшенным экипажем, более слабым вооружением, но с той же максимальной бомбовой нагрузкой. По расчетам, с 1000 кг бомб он должен был иметь радиус действия 1200 км против 955 км у серийных самолетов. Отдельные элементы этого проекта попробовали внедрить на экспериментальных машинах, но в целом опытный образец «дальневосточного» бомбардировщика не строился.
