На малых высотах ДБ-3 оказались весьма уязвимы не только для малокалиберной зенитной артиллерии, но и для пулеметов. По дороге к цели и от нее бомбардировщики без сопровождения становились жертвами немецких истребителей. Бывали случаи, когда сбивали пять из шести, а то и восемь из девяти ДБ-3 сразу. Дивизии дальних бомбардировщиков в этот период фактически дополняли фронтовую авиацию, работая в лучшем случае по ближним тылам противника. Бомбили железнодорожные узлы и эшелоны на перегонах, колонны автомашин и танков на дорогах, штабы и аэродромы.
Для повышения боевой живучести машины решили прикрыть броней стрелка-радиста. Над этим работали параллельно ОКБ-39 и конструкторы завода № 18. В итоге, первые спроектировали оригинальную бронеспинку, а вторые — приспособили спинки пилотских кресел от СБ и ДБ-ЗФ. С октября их начали ставить на самолеты на заводах № 126 (вариант ОКБ-39) и № 18 (свои). Но, к сожалению, в связи с эвакуацией заводов и отсутствием запаса спинок эту работу довольно быстро свернули.
Эвакуация промышленности на восток тяжело ударила по производству самолетов. ДБ-ЗФ тогда строил единственный завод — № 126 в Комсомольске-на-Амуре. Туда перестали поступать моторы, винты, турели. Уже в июле 1941 г. прекратился выпуск двигателей М-87Б. Государственный Комитет обороны (ГКО) обязал НКАП начать переоснащение ранее выпущенных самолетов моторами М-88. С октября перестали поступать и последние — выпускавший эти двигатели завод № 29 эвакуировали. Поставки моторов прекратились до декабря. К началу зимы производство этих бомбардировщиков находилось в критическом состоянии. В декабре завод № 126 должен был сдать 58 бомбардировщиков, а моторов имел на шесть, бронеспинок не было вовсе.
В среднем промышленность поставляла фронту два ДБ-ЗФ в сутки, а теряли по восемь. За первые шесть месяцев войны в действующие полки дальнебомбардировочной авиации поступило всего 170 ДБ-ЗФ, потеряли же за это время — 1150! Подобная ситуация сохранялась и в начале 1942 г. На 23 февраля на аэродроме в Комсомольске простаивали 67 некомплектных ДБ-ЗФ, а в целом план 1 — го квартала недовыполнили на 60 самолетов.
Положение начало восстанавливаться лишь к весне 1942 г., когда удалось ликвидировать отставание в поставках комплектующих или наладить их выпуск на месте. Самолеты с Дальнего Востока перегоняли по воздуху. Эту работу, поручили ГВФ. Из гражданских летчиков сформировали 12-ю перегоночную авиагруппу. В нее входили девять эскадрилий по семь экипажей в каждой. За год она доставила к фронту 562 самолета, потеряв в авариях лишь десять машин.
Но мощностей одного завода № 126 было явно недостаточно для восполнения потерь. 9 марта 1942 г. к производству ДБ-ЗФ начал готовиться завод № 81, расположившийся в цехах эвакуированного завода № 39. Затем эту задачу передали другому подобному московскому заводу № 23. Завод № 81 должен был обеспечивать его консолями, элеронами, щитками и бензобаками. Но вскоре функции полностью разделили. 81-й стал только собирать ДБ-ЗФ из привозных узлов (с февраля и до конца года он собрал 77 машин), а 23-й начал со сборки в мае 1942 г., а потом и стал делать ДБ-ЗФ целиком.
Подобное задание дали и заводу № 166 в Омске, но тот начать его реализацию не успел — через неделю новый приказ предписал ему заняться освоением фронтовых бомбардировщиков Ту-2. Несколько позже, с августа 1942 г., ильюшинские бомбардировщики начали вытеснять Пе-2 и Пе-3 из цехов завода № 39, эвакуированного в Иркутск вместе с заводом № 125. Делали их там поначалу немного. Так, в октябре сдали всего четыре самолета (правда, в плане и вовсе стояли только два). Собственно, это были уже не ДБ-ЗФ, так как с 26 марта самолету присвоили новое обозначение — Ил- 4. Так мы и будем его впредь называть. Пополнение новой техникой позволило реорганизовать Дальнюю авиацию. 5 марта 1942 г. образовали Авиацию дальнего действия (АДД), выведенную из состава ВВС и подчиненную непосредственно Ставке. В нее первоначально вошли восемь дивизий, из них пять — на Ил-4. АДД поглотила не все машины этого типа, отдельные полки остались в составе ВВС. Например, Ил-4 имелись в частях 132-й БАД на Северо-Кавказском фронте (впоследствии в 5-й Воздушной армии). Ильюшинскими бомбардировщиками располагали и некоторые дальнеразведывательные полки и эскадрильи. На 1 мая 1942 г. АДД имела 319 Ил-4, что составляло более 90 % ее парка.
С июля начались налеты на цели в Восточной Пруссии, а затем и на Берлин, Будапешт, Бухарест, Плоешти. Поскольку достичь столь удаленных объектов с постоянных мест базирования полков АДД не удавалось, применили схему с использованием аэродромов подскока поближе к фронту или с применением подвесных баков.