Установка на первую опытную машину двигателей ВД-4К не остановила разработку его альтернативного варианта АШ-2К. В связи с этим министр авиационной промышленности М.В. Хруничев писал министру обороны Н.А. Булганину:
Несмотря на все приказы и постановления, заводские испытания самолета продолжали отставать от графика. Этому в значительной степени способствовала ненадежная работа ВД-4К, особенно на большой высоте, из-за помпажа турбокомпрессоров. Сам самолет обладал недостаточным запасом продольной устойчивости и управляемости, что не позволяло летать в сложных метеоусловиях.
Некондиционное пушечное вооружение модифицированных артиллерийских установок самолета Ту-4 находилось в нерабочем состоянии, в связи с чем его испытания планировались на второй машине.
Противообледенительные устройства не обеспечивали полет в условиях обледенения, а малый запас кислорода ограничивал время пребывания экипажа на большой высоте. Кроме этого, самолет не прошел в полном объеме статические испытания, что заставило снизить эксплуатационную перегрузку с 2,3 до 1,88. В таком виде нельзя было и думать о полетах с максимальным взлетным весом 105 тонн.
На второй машине, предложенной Туполевым в качестве эталона для серийной постройки, уменьшили максимальную бомбовую нагрузку с 15 000 до 12 000 кг, изъяв вариант подвески девятитонной бомбы ФАБ-9000.
Эти мероприятия в сочетании с изменением конструкции закрылков позволили сузить заявленный диапазон центровок и увеличить запас продольной устойчивости. Одновременно на дублере установили минно-торпедное, а также доработанное бомбардировочное и пушечное вооружение с новыми прицельными станциями и увеличенным боекомплектом нижних башен. Улучшили обзор стрелка и увеличили углы обстрела из кормовой установки, услив ее бронирование. На самолете появилась система жидкого кислорода, а дополнительное противопомпажное устройство, связанное с управлением газа, способствовало достижению устойчивой работы двигателей на больших высотах.
Государственные испытания второй машины планировалось закончить к октябрю 1951 года. Но до конца августа она так и не поднялась в воздух. Постановлением Совета Министров от 28 ноября 1950 года завод № 18 обязали обеспечить серийный выпуск Ту-85 с июля 1952 года. Однако у руководства авиационной промышленности имелось свое мнение. 20 августа 1951 года П. Дементьев докладывал Н. Булганину: