Из Туполева на допросах выбили показания, будто он завербовал ряд сотрудников ЦАГИ и создал группу, участники которой занимались саботажем и диверсиями. Полтора года его продержали в тюрьме, а затем перевели в ЦКБ-29 при НКВД, где он возглавил коллектив заключенных авиаконструкторов. В неволе Туполев провел 4 года, но «выручила» война. В начале 1940 г. в тюремном КБ приступили к созданию фронтового бомбардировщика «самолёта 103», будущего Ту-2. В ЦКБ-29 находились более 20 крупнейших специалистов, 15 профессоров и докторов наук, главных инженеров и главных технологов авиазаводов, 5 начальников серийных КБ, всего более 150 человек. Помимо 29-й в авиапромышленности функционировало две шараги: двигательная и ракетная общей численностью 280–300 специалистов самой высокой квалификации.
Из-за неполадок силовых установок испытания самолёта затянулись до августа 1942 г. Первые серийные машины «103В» стали поступать в войска с марта 1942 г., выпуск модели продолжился до 1952 г. В общей сложности изготовлено 2649 самолетов, из них московское предприятие № 23 в 1943–1949 гг. выпустило 1994 машины. Вовремя войны было выпущено 800 самолётов, из которых на фронт попало около 750. Технические характеристики самолета: размах крыла 18,52 м; длина самолёта 13,8 м; максимальная скорость на высоте 7800 м – 580 км/ч, у земли 460 км/ч; практический потолок 9000 м; дальность полета 2020 км; бомбовая нагрузка -1000 кг[15].
Ту-2 оставался на службе в советских ВВС в послевоенные годы. Он заменил списанные после войны Ил-4 и Пе-2 и эксплуатировался до начала 1950-х годов, вплоть до перевооружения и перехода на реактивную авиацию. Модификации Ту-2 поставлялись в Польшу, Китай, Болгарию, Румынию и Венгрию. В Китае данная машина эксплуатировалась вплоть до 1982 г. По совокупности лётно-технических характеристик, технологичности производства и малых боевых потерь в полётах Ту-2 считается лучшим фронтовым бомбардировщиком СССР во Второй мировой войне, хотя серьёзным недостатком машины является плохой обзор с рабочего места штурмана. К сожалению, трудности военного времени не позволили своевременно начать массовое производство этого самолёта. За создание Ту-2 А. Н. Туполев был удостоен звания генерал-майора, а группу специалистов ЦКБ-29 выпустили на свободу.
К достоинствам А. Туполева по воспоминаниям Л. Л. Кер-бера надо отнести тот факт, что из недр ГУЛАГа он извлёк около 200 человек, связанных не только с авиацией, но и с другими областями военной техники. Идея рабского труда техспециалистов в руководстве вовсе не умерла. После того, как в 1937–1938 гг. по стране прокатился вал массовых осуждений «врагов народа», в подмосковном поселке Болшево НКВД был создан целый «научно-сортировочный» лагерь для осужденных конструкторов и инженеров. Их выискивали по лагерям и тюрьмам и уцелевших отправляли в данный лагерь; оттуда часть заключенных со временем переправляли в отдельные КБ НКВД. Через Болшево прошла почти вся элита советского авиастроения: авиаконструкторы Р. Л. Бартини, В. М. Мясищев, Н. И. Базенков, Д. П. Григорович, И. Г. Неман, Η. Н. Поликарпов, В. М. Петляков, А. И. Путилов, А. Н. Туполев, В. А. Чижевский, А. М. Черемухин, Д. С. Макаров. Там же «сидели» конструкторы ракетной техники С. П. Королев, Ю. В. Кондратюк, В. П. Глушко; специалисты по подводным лодкам – группа А. С. Кассацнера и В. С. Дмитриевского, спецы по торпедным катерам– группа В. Л. Бжезинского, по артиллерийскому вооружению и боеприпасам – группа Е. А. Беркалова. Позднее туда доставили крупнейших представителей фундаментальной науки мирового уровня: математика Карла Сцилларда, профессора физики Ю. Б. Румера, специалиста по механике члена-корреспондента АН СССР А. И. Некрасова.
Создатель отечественного ракетостроения Сергей Павлович Королев провел 3 года в тюрьмах и лагерях по стандартному обвинению во вредительстве. Основанием для репрессий в Реактивном научно-исследовательском институте № 3 (РНИИ-3) послужило заявление начальника одного из отделов Андрея Костикова, написанное им весной 1937 г. и направленное в ЦК ВКП(б) Николаю Ежову. В этом письме он все ошибки, совершаемые при разработке новой техники, выдал за вредительство и растрату народных средств директором института Иваном Клейменовым, его заместителем Георгием Лангемаком, а также ведущими инженерами Валентином Глушко и Сергеем Королевым, обвиняя их в бездарности и профессиональной непригодности. Ночь на 3 ноября 1937 г. Клейменов и Лангемак были арестованы. Далее «за вредительскую деятельность» последовали аресты Глушко и Королева.