АНТ-20 упал на дачный поселок Сокол. На земле, к счастью, жертв не было, но все находившиеся на борту погибли, погиб также пилот И-5 Благин. Вину за катастрофу возложили на него. «Только воздушное ухарство, ненужная удаль, преступное озорство явились причиной гибели замечательных людей, замечательного корабля. Летчик Благин нарушил дисциплину. Он забыл закон авиации: «За штурвалом – как в бою», – писала «Правда». В вине Благина был уверен и Громов. Тем не менее Благин был похоронен, как и другие жертвы катастрофы, на Новодевичьем кладбище, а его семья не подверглась никаким репрессиям и получала пенсию.
Существовали еще две версии произошедшего. В польской газете «Меч» в сентябре 1935-го было опубликовано якобы предсмертное письмо Благина, в котором он сообщал о своем намерении протаранить АНТ-20 в качестве «мести за русский народ»; стилистика этого письма позволяет определять его как фальшивку. Кроме того, в докладе наркома внутренних дел Г.Г. Ягоды Сталину сообщалось о том, что идея выполнения возле «Максима Горького» фигур высшего пилотажа принадлежала Благину; она встретила поддержку кинооператоров А.А. Пуллина и В.Г. Ряжского, которые, несмотря на возражения летчиков АНТ-20, договорились с Благиным о том, что он продемонстрирует ряд эффектных для киносъемки фигур.
Но гибель «Максима Горького» не означала, что проект гигантского многомоторного самолета был похоронен вместе с ним. Напротив, по СССР немедленно начался сбор средств на постройку аж 16 новых самолетов такого типа. Они должны были получить имена собственные – «Владимир Ленин», «Иосиф Сталин», «Максим Горький», «Михаил Калинин», «Вячеслав Молотов», «Климент Ворошилов», «Серго Орджоникидзе», «Лазарь Каганович», «Станислав Косиор», «Влас Чубарь», «Анастас Микоян», «Андрей Андреев», «Сергей Киров», «Михаил Фрунзе», «Феликс Дзержинский» и «Валериан Куйбышев». Но, в отличие от погибшего АНТ-20, все самолеты изначально планировалось сделать пассажирскими, с возможностью переоснащения под военные нужды.
Проект назвали АНТ-20бис. Новый самолет отличался от первого наличием только шести двигателей (от тандемной установки на фюзеляже отказались), зато М-34ФРНВ развивали большую мощность, размещались в современных обтекаемых гондолах и оснащались металлическими, а не деревянными винтами. Скорость возросла до 270 километров в час. На 6 квадратных метров уменьшилась площадь крыла, стало меньше и хвостовое оперение. Самолет был на метр длиннее и на две тонны тяжелее предшественника. В целом же он стал выглядеть более изящно и, несмотря на огромные размеры, легко.
Постройку АНТ-20бис в августе 1935 года поручили казанскому авиазаводу № 124. Военное задание на самолет утвердили в марте 1936-го. К тому времени стало понятно, что 12-моторный ТБ-6 не состоится и боевая версия АНТ-20бис могла бы стать самым тяжелым советским бомбардировщиком. Дальний бомбардировщик и транспортный самолет должен был быть вооружен пятью пушками и четырьмя пулеметами, нормальная бомбовая нагрузка оценивалась в 4 тонны. В десантном варианте машина рассчитывалась на перевозку 80 человек с оружием или восьми тонн груза, могла транспортировать легкий танк и танкетку или два бронеавтомобиля. Но в итоге военной версии АНТ-20бис так и не появилось.