По заданию новая бомба должна была обеспечивать поражение сверхмощных танков противника с толщиной брони до 160 мм, а также бронетехники с толщиной основной брони до 40 мм, защищенной бронированным экраном толщиной 15–20 мм, бронеколпаков оборонительных сооружений укрепрайонов «с верхним бронированием толщиной 100 мм», мостов металлической конструкции и т. д.
Первые опытные образцы ПТАБ-10-2,5 с взрывателем АД-А в августе проходили заводские наземные испытания в НИИ АВ ВВС и по эффективности действия показали превосходные результаты — они свободно пробивали броню немецких танков всех типов.
ЦКБ-22 в авральном порядке изготовило партию опытных бомб и в октябре предъявило их на государственные испытания в НИИ АВ ВВС.
От ПТАБ-2,5–1,5 «десятка» отличалась формой, габаритами и весом боевой части.
Размер кумулятивного конуса и толщина материала были выбраны исходя из наилучшего действия бомбы по массивным и экранированным преградам. При этом, чтобы не превысить заданных весовых ограничений, корпус бомбы имел коническую форму. Диаметр кумулятивной воронки составлял 85 мм. Корпус бомбы изготавливался из листовой стали толщиной 0,5 мм. Для усиления кумулятивного эффекта и поражения живой силы осколками на корпус бомбы была надета стальная 2-мм «рубашка». Стабилизатор сварной, состоял из четырех одинаковых секторов, отштампованных с зигой на цилиндрической части. К бомбе стабилизатор крепился посредством взрывателя АД-А, как на ПТАБ-2,5–1,5. По сравнению с «двойкой» вес взрывчатого вещества на «десятке» был увеличен до 0,8–0,9 кг. Вес бомбы составлял — 2,7 кг, вес корпуса — 1,9–1,8 кг.
Всего на испытания поступило 1455 ПТАБ-10-2,5, из них 390 корпусов и 1065 бомб были снаряжены боевыми взрывчатыми веществами трех типов: тринитротолуолом — 500 бомб, ТГ-30 (тротил — 70 %, гексоген — 30 %) — 515 бомб, ТГА (тротил — 50 %, гексоген — 40 %, алюминиевая пудра -10 %)-50 бомб.
Испытания проводились специалистами 3-го отдела НИИ АВ ВВС. Ответственным по испытаниям был назначен инженер-капитан В.П. Федоров, ведущим летчиком- испытателем — капитан А.В. Кусакин. От промышленности в испытаниях участвовал конструктор бомбы И.А. Ларионов и представитель завода № 240 инженер Коклин. Отчет по испытаниям ПТАБ-10-2,5 начальник НИИ АВ генерал-майор М.В. Гуревич утвердил 19 ноября 1943 г.
Эффективность новой бомбы определялась путем подрыва непосредственно на броне немецких танков и в воздухе при бомбометании с самолета Ил-2 по колонне трофейной бронетехники.
Результаты подрывов ПТАБ-10-2,5 в основном сводились к следующему: при действии по основной броне (без экрана) бомбы при нормальном положении обеспечивали сквозное пробитие брони толщиной 90-100 мм, но не пробивали 50-мм броню, находящуюся на удалении 300–500 мм от броневого экрана толщиной 10–15 мм.
В ходе испытаний обнаружился странный эффект «непостоянства фугасного действия авиабомб». При детальном осмотре бомб обнаружили сквозные раковины во взрывчатом веществе. Кроме того, вместо тетриловых детонаторных шашек во всех бомбах были установлены шашки из пикриловой кислоты. Налицо был брак и нарушение технологии при изготовлении бомб на снаряжательном заводе.
Загрузка ПТАБ-10-2,5 в штатные кассеты мелких бомб самолета Пе-2 (КМБ-Пе-2) показала, что в них можно было уложить горизонтально головной частью назад только 20 бомб (или 40 бомб на самолет, всего 108 кг), что было совсем мало.
При укладке бомб вертикально вниз стабилизатором в штатные ампульно-бомбовые кассеты типа АБК-1 самолета СБ умещалось 15 бомб в кассету — в три ряда по пять бомб в каждом (всего 90 шт., вес 213 кг). Но верхний ряд бомб выходил за пределы края кассеты на 75 мм.
То же самое наблюдалось и на бомбардировщике Ил-4 при загрузке кассеты АБК-3 (120 бомб, 324 кг). В каждую кассету входило 60 бомб при их укладке в 3 ряда по 5 бомб в каждом вертикально стабилизатором вниз. Верхний ряд бомб также «выглядывал» на 75 мм из кассеты.