В это же время на ОКО- 6бис усилили каркасы коков винтов, так как на них появились трещины. На выхлопные патрубки установили специальные реактивные насадки. Рассчитывали получить прибавку в скорости полета. Одновременно смонтировали бомбодержатель для подвески 500-кг бомбы и электропроводку управления сбросом бомб.
При обработке результатов предыдущих полетов обнаружился исключительно большой разброс точек скорости, не позволявший построить кривые скорости по высотам. Предположили, что причина заключается в негерметичности испытательной аппаратуры, которая привела к ошибкам тарировочной кривой. Для выяснения истинных причин требовалось повторить все полеты на определение максимальных скоростей по высотам полета. Ведущему инженеру по самолету В.М. Елагину пришлось докладывать наверх, что программа летных испытаний на 6 декабря отработана только на 30–35 % (выполнены полеты на устойчивость, километраж, на дальность, скорости по высотам не обработаны). Однако возможность уложиться в заданные сроки окончания заводских испытаний еще оставалась.
К 23 декабря были проведены дополнительные полеты на определение скорости по высотам, взлетно-посадочных свойств и повторно снята балансировочная кривая. Удалось установить, что причиной разброса точек максимальной скорости по высотам являлось различное положение юбок моторных капотов, которые самопроизвольно смещались в полете при определении скоростей, а вовсе не неисправность испытательной аппаратуры, как считалось ранее. Замеренные после устранения дефекта скорости полета и скороподъемности почти совпали с расчетными значениями. Балансировочная кривая имела такой же вид, что и полученная до этого. Посадочная скорость получилась равной 135 км/ч.
На самолет был установлен дополнительный фюзеляжный бензобак емкостью 467 л, но в воздухе его так и не опробовали. Изменили схему управления пушечным огнем, после чего испытали (в третий раз) все вооружение стрельбой в тире и затем в воздухе. Стреляли по щитам на НИП АВ ВВС. Задержек и отказов не было.
На ОКО- 6бис к этому времени было выполнено 28 полетов с суммарным налетом 16 ч, из них 11 полетов на определение взлетно-посадочных свойств самолета. За время полетов никаких крупных дефектов не наблюдалось. По программе испытаний оставались полеты: на маневренность, устойчивость с предельно задней центровкой, на пикирование и на определение скоростей и скороподъемности до 9000 м. Всего требовалось выполнить 6–7 полетов. Как докладывал помощник ведущего инженера по самолету от НИИ ВВС военинженер 3-го ранга Николаев, «срок окончания заводских испытаний может быть обеспечен при наличии летной погоды».
В течение следующей недели удалось выполнить шесть полетов. Определили скорости горизонтального полета и скороподъемность до высоты 9000 м. Сняли балансировочные кривые при предельно задней центровке самолета. Исследовали «бис» на штопор и виражи с открытым фонарем (для этого сняли колпак фонаря). Выполнили полет с подвесными бензобаками.
В полетах выяснилось, что самолет в штопор входит неохотно и выходит из него без задержки. Ввод в штопор выполнялся на высоте 5000 м на скорости 170–180 км/ч. На виражах, «очевидно из-за отсутствия фонаря летчика, имелись потряхивания». Нагрузки на руль высоты по-прежнему были значительными. Полученные данные по расходам горючего позволяли сделать вывод, что дальность полета в 1200 км для самолета вполне реальная.
31 декабря при выполнении полета на фигуры пилотажа — виражи, боевые развороты, перевороты, бочки и т. д., установили что при виражах на малой скорости наблюдаются значительные нагрузки на элероны. В конце полета на фигуры обрезало мотор. Летчик благополучно произвел вынужденную посадку на аэродром Быково. Как оказалось, Емельянов забыл переключиться на фюзеляжный бензобак. В результате бензин перестал поступать в карбюратор. Перелететь на аэродром Раменское удалось только 6 января следующего года. До завершения программы оставалось выполнить еще только два полета — на пикирование и отстрел вооружения.
13 января 1941 г. программа полетов была полностью выполнена и заводские испытания официально завершили. К этому времени самолет налетал около 30 ч (всего 38 полетов). Помимо А.И. Емельянова и Ю.К. Станкевича, самолет облетали А.Б. Юмашев и Н.В. Гаврилов.
Максимальная скорость полета составила 595 км/ч — на 2-й границе высотности 7200 м, 575 км/ч — на 1 — й границе высотности 5000 м, и 470 км/ч-у земли. Посадочная скорость — 144 км/ч. Время подъема на высоту 5000 м — 6,3 мин. Практический потолок — 10000 м. Дальность на высоте 1000 м на скорости 0,9 максимальной скорости — 1200 км. Разбег с бетона с выпущенными на 23° щитками — 324 м. Пробег по бетону с использованием тормозов и с отклоненными на 45° щитками — 406 м.
Полетный вес самолета составлял около 5 т.