В ассортимент вооружения ДБ-3М вошли бомбы БЕТАБ- 150ДС и БРАБ- 1000 (для машин морской авиации). Для моряков в июле разработали чертежи установки на ДБ-3М торпедной подвески Т-18. создав таким образом модификацию торпедоносца, аналогичную ДБ-3Т (в документах того времени ее иногда именовали ДБ-3ФТ). В сентябре начали ставить специальные ночные бомбовые прицелы НКПБ-3. Вместе с чтим вносилось огромное количество изменений в электросистему самолета. С 7-й серии завода № 39 появились трубы для сброса парашютных осветительных ракет в хвостовой части бомбардировщика.
В конце 1940 г. производство новой модификации начал осваивать завод № 126. По плану ему к концу года надлежало выпустить головную серию из пяти бомбардировщиков. Но реально выпуск начали лишь во 2-м квартале 1941 г. В мае завод попытался стать первые ДБ-3Ф, но военная приемка задержала их из-за неполной комплектации. На них не хватало прицелов НКПБ-3, вместо РСБбис и СПУ-Збис стояли старые РСБ и СПУ-3, мотогондолы клепали не впотай. Но вскоре основные вопросы решили, и бомбардировщики завода № 126 встали в строй ВВС. Машины из Комсомольска и далее немного отличались от московских и воронежских. Бензобаки имели иные габариты и несколько большую емкость. Например, консольный вместо 1055 л вмешал 1076 л, а центропланные по объему совпадали, но имели другие размеры. На заводе № 126 позднее внедрили МВ-2. МВ-3 и систему нейтрального газа.
К середине 1940 г. уже приняли 413 ДБ-3М. Выпустили существенно больше, на заводах скапливалось по несколько десятков машин, забракованных приемщиками. Кстати, название ДБ-3М к этому времени почти вышло из употребления. Да и ранее оно использовалось лишь в техописаниях и отчетах НИИ ВВС. Военная приемка делила бомбардировщики лишь на "ДБ-3Ф М-87 и «ДБ-3Ф М-88». а чаще просто считала машины «типа Ф». Со второй половины 1940 г. во всех документах новые бомбардировщики Ильюшина фигурируют как ДБ-3Ф независимо от марки моторов.
Всю сумму изменений, внесенных в машину за 1 -е полугодие, внесли в самолет. названный «эталоном на 2-ю половину 1940 г.». На нем стояли М-88 в капотах «типа Б», причем всасывающий патрубок вытянули до переднего обреза капота. Маслорадиаторы были упрятаны в крыло. Гидравлическое управление юбками заменили механическим (тросиками). Козырек пилотской кабины опять сделали гнутым. На самолете были смонтированы турели МВ-2 и МВ-3.
Впоследствии на «эталоне» добавили уборку хвостового колеса пневматикой и длинный фанерный гаргрот от пилотской кабины до турели МВ-3. Гаргрот должен был улучшить обтекание громоздкого фонаря турели. Таким способом хотели уменьшить расход горючего и хоть немного поднять скорость.
Самолет испытывался в НИИ ВВС до 29 октября 1940 г. Капоты «типа Б» себя оправдали, так же как и маслорадиаторы в крыле. Зато гаргрот оказался бесполезным. Прирост скорости составил всего 2 км/ч, зато существенно уменьшились углы обстрела в передней полусфере. Гнутый козырек искажал обзор. Убирающееся хвостовое колесо одобрили, но отметили, что оно сократило угол обстрела вверх почти на два градуса.
Так что эталоном «эталон» не стал, но капоты «типа Б» и механическое управление юбками внедрили на серийных машинах со второго полугодия. В октябре прошли испытания новые зимние жалюзи для самолетов с капотами «типа Ф». Сделали их в Москве, но образцом послужили уже упоминавшиеся жалюзи завода № 126. Они надежно и эффективно работали. Предписали укомплектовать новыми жалюзи все ранее выпущенные бомбардировщики.
В декабре того же года на заводе №39 провели интересный эксперимент по повышению боевой живучести ДБ-3Ф. Бензобак расположили в герметизированном отсеке, тоже заполнявшемся нейтральным газом. Идею позаимствовали у немцев. Так размешались бензобаки на изучавшихся у нас бомбардировщиках Юнкерс Ju 88 и Дорнье Do 215. Изготовили экспериментальное крыло, которое расстреливали из пулемета на полигоне. Но результат от новинки оказался невысоким. Сказалось низкое качество изготовления. Отсек, который должен был герметизироваться, уплотнили плохо.
Идея была хорошей, но подвела технология. На серийных самолетах баки изготовлялись по-старому.
Всего за 1940 г. изготовили 1106 ДБ-3, незначительную долю из них с М- 88. Последних было бы больше, если бы не приостановка производства М-88 в августе-ноябре. Сборку двигателей прекратили и возобновили только после ликвидации основных дефектов и усовершенствования технологии. После этого начала выпускаться модификация М-88Б. На ней усилили шатуны и поршень, опять увеличили площадь оребрения головок и гильз, усовершенствовали маслосистему и карбюратор. Практически все лето и осень собирались только самолеты с М-87. Лишь 28 ноября через приемку на заводе № 18 прошли три бомбардировщика с М-88.