К ноябрю 1934-го ДБ-А был готов. Первый полет новой машины состоялся 2 мая 1935 года (летчики – Н.Г. Кастанаев и Я.Н. Моисеев) и продолжался полчаса. Опытный летчик-испытатель Николай Кастанаев сразу же сделал ставку на ДБ-А как на потенциальную «рекордную» машину, на которой можно осуществить дальний перелет, и сначала предполагал полететь по маршруту Москва – Хабаровск. Но изменил мнение после беседы с одним из самых знаменитых летчиков СССР. Это был один из первых Героев Советского Союза Сигизмунд Александрович Леваневский. Он родился 15 мая 1902 года в Петербурге в семье польских дворян, с 16-летнего возраста служил в Красной армии, в 1925-м окончил Севастопольскую школу морской авиации. Всесоюзную известность Леваневскому принесло участие в экспедиции по спасению экипажа парохода «Челюскин», после которой он 20 апреля 1934 года в числе семерых летчиков был удостоен только что учрежденного звания Героя Советского Союза – точнее, стал Героем № 2.
Леваневский уже несколько раз предпринимал попытки установить рекорд дальности полета. В августе 1935-го он с вторым пилотом Г.Ф. Байдуковым и штурманом В.И. Левченко предпринял первую попытку осуществить свою мечту – покорить Северный полюс и достигнуть США на АНТ-25, но потерпел неудачу, после чего чуть не погубил А.Н. Туполева, заявив в присутствии Сталина, что конструктор намеренно делает плохие самолеты. Год спустя тот же экипаж совершил перелет Лос-Анджелес – Москва на американском гидроплане «Valtee V-1A», за что Леваневский был награжден орденом Трудового Красного Знамени. Но пилот по-прежнему вынашивал в душе свою главную идею – перелета через Северный полюс. Этой идеей он поделился с Кастанаевым, и тот сразу же согласился с тем, что трансполярный полет – затея намного более выигрышная и эффектная, чем перелет в Хабаровск.
К ней вернулись 25 мая 1937 года, когда в Кремле на заседании Политбюро решалась дальнейшая участь потенциальных экипажей. Но если с Чкаловым все было ясно – для него готов АНТ-25, то Леваневскому лететь было не на чем. И тогда нарком обороны К.Е. Ворошилов поручил Байдукову отвезти Леваневского на завод № 22 и показать ДБ-А. К этому времени на этой машине уже были установлены впечатляющие рекорды. В октябре 1936-го бомбардировщик поднял 10-тонный груз на высоту семь километров, 13-тонный – на четыре с половиной километра. А 14 мая 1937-го Байдуков, Кастанаев и штурман Л.Л. Кербер пролетели по маршруту Москва – Мелитополь – Москва за 7 часов 8 минут.
Несмотря на то что Байдукову категорически не нравилась идея рискованного полета на фактически опытной машине, он все же привез Леваневского на завод и познакомил с Болховитиновым. На Леваневского ДБ-А произвел колоссальное впечатление: обычно сдержанный летчик, наблюдая за новинкой в полете, пришел в почти детский восторг. Конструктор был польщен интересом, который легендарный герой проявил к его творению, но тоже высказался категорически против перелета: ведь ДБ-А еще испытывался, к тому же это был бомбардировщик, не приспособленный к полетам в Арктике. Тогда Байдуков связался с начальником главка авиапромышленности Наркомтяжпрома М.М. Кагановичем, и тот по телефону поставил Болховитинова перед фактом: полет ДБ-А в Америку состоится, это не обсуждается.
Между тем в техническом плане с машиной все было не так уж и радужно. Список недостатков самолета включал 38 пунктов, среди которых были недостаточная устойчивость и управляемость, малоэффективные элероны и рули поворота, низкая эффективность оперения во время болтанки, из-за чего ДБ-А просто терял управляемость. 11 марта 1936 года на высоте 2000 метров из-за прекращения подачи горючего внезапно перестали работать все двигатели; в этот момент бомбардировщик набирал высоту, но летчики не потеряли хладнокровия и смогли посадить машину. 21 мая 1936 года при посадке поломалась стойка шасси. Управление самолетом было крайне тяжелым.
И тем не менее проект ДБ-А продолжал развиваться. Первой машине присвоили номер полярной авиации Н-209 и начали готовить к рекордному перелету. А его недостатки пытались выправить на втором экземпляре, получившем обозначение ДБ-2А. На нем попытались установить 1240-сильные двигатели М-34ФРН, под которые самолет и проектировался, но быстро выяснилось, что моторы нуждаются в долгой доводке. С серийным выпуском нового самолета также возникли проблемы. Руководство завода № 22, на котором предполагалось собирать новинку, сослалось на загруженность выпуском СБ и предложило перенаправить сборку ДБ-А на авиазавод № 124 в Казани. В итоге в Филях построили только два ДБ-А, остальные собирали уже в Казани.