Однако путь к ней оказался очень непростым. Сначала был построен упрощенный вариант ЦКБ-26, у которого были металлический фюзеляж и деревянные крылья. В декабре 1935 года было принято решение о постройке цельнометаллического ЦКБ-30, который впервые поднялся в воздух 31 марта 1936 года. А уже в августе самолет был принят на вооружение под название ДБ-3 и запущен в производство сначала на двух, а после на трех заводах. Поклонникам авиации эта машина была отлично известна в своих рекордных исполнениях: ЦКБ-30 «Москва» совершил беспосадочный перелет Москва – Спасск-Дальний, а в 1940 году две специальные машины были подготовлены для женских экипажей.
Однако ДБ-3 устарел, толком не успев появиться на свет. Требования к боевой авиации повышались практически ежегодно, и к 1938 году бомбардировщик уже не соответствовал этим требованиям. Но отказываться от этой машины не стали, наоборот – ДБ-3 был кардинально улучшен, фактически превратившись в другой, более современный самолет. Новую версию можно было сразу же отличить внешне. Бомбардировщик получил вытянутый застекленный «нос» и крылья чуть большей площади и меньшей толщины. Была сильно упрощена конструкция фюзеляжа, который сделали более технологичным, рассчитанным на массовое производство. Двигатели М-85 сменили на 1100-сильные М-88 с винтами изменяемого шага ВИШ-23. Длина самолета – 14,3 метра, размах крыла – 21,4 метра, взлетная масса – 12 120 килограммов, максимальная скорость – 420 километров в час. Бомбардировщик был вооружен двумя пулеметами ШКАС и одним крупнокалиберным УБТ и мог нести одну тонну бомб.
Модернизация происходила в чрезвычайной спешке, заводам, которые должны были освоить новый бомбардировщик, давали поистине нереальные сроки освоения модели. В итоге 21 мая 1939 года первый же полет самолета, имевшего пока название ДБ-3 2М-88 (т. е. с двумя двигателями М-88), выявил массу недостатков, вплоть до того, что вместе неотлаженных моторов на бомбардировщик начали устанавливать 950-сильные двигатели М-87Б. Эта промежуточная версия, с 1 октября 1939 года пошедшая в серию, получила условное название ДБ-3М. Однако на протяжении следующего года самолет медленно «подтягивали» до следующей версии, оснащенной моторами М-88 и получившей в итоге название ДБ-3Ф. Она вызывала большое количество претензий у заказчиков – настолько, что на передний план начал выходить другой бомбардировщик, ДБ-240, он же Ер-2 (см. отдельную статью). Если бы не Великая Отечественная, ДБ-3Ф, скорее всего, так и остался бы в истории нашей авиации как весьма спорная и «негладкая» машина с множеством минусов. «Списала» эти минусы война, сделавшая самолет легендарным.
Боевой дебют семейства ДБ-3 пришелся на японо-китайскую войну 1939 года. К 22 июня 1941-го в пограничных военных округах числилось 1122 бомбардировщиков ДБ-3 и ДБ-3Ф, т. е. советская авиация дальнего действия была укомплектована ими на 84 %. А всего через месяц в строю оставалось всего 75 таких самолетов! Остальные погибли под внезапными ударами люфтваффе или в дневных вылетах без прикрытия… 3 июля 1941-го особым приказом дневное использование ДБ-3Ф было запрещено.
Именно летом 1941-го на ДБ-3Ф был совершен один из самых легендарных подвигов Великой Отечественной. 26 июня командир самолета 207-го дальнебомбардировочного полка капитан Николай Францевич Гастелло направил свой подбитый ДБ-3Ф на скопление техники противника под Радошковичами. И хотя это был не первый «огненный таран» Великой Отечественной, именно он получил широчайшую известность, а имя Гастелло стало поистине легендарным.
Наиболее известным является участие ДБ-3Ф в бомбардировках Берлина в августе – сентябре 1941 года. Летали с аэродрома эстонского острова Эзель (Сааремаа). Сначала, в ночь на 5 августа, экипажи самолетов осуществили ночную аэрофотосъемку столицы Германии, причем не были обнаружены. А 7 августа пять ДБ-3Ф сбросили бомбы на Берлин, другие экипажи бомбили Кёнигсберг (ныне Калининград), Штеттин (ныне Щецин) и Данциг (ныне Гданьск). Во время возвращения потерпел аварию один самолет. В дальнейшем без потерь обошелся только налет 13 августа. Неудачей закончились и попытки ДБ-3Ф взлетать с двумя 500-килограммовыми бомбами и одной тонной: бомбардировщик с двумя ФАБ-500 так и не смог оторваться от взлетной полосы и взорвался на земле, а ДБ-3Ф с ФАБ-1000, еле взлетев, упал в болото и сгорел. Последний дальний вылет с острова Эзель летчики осуществили 3 сентября, уже после падения Таллина. Эти налеты имели большое морально-психологическое значение, так как продемонстрировали всему миру способность советской дальней авиации наносить ответные удары противнику.