Весь летный состав боевых экипажей единодушно оценивает высокие летно-тактические качества самолета «Ер-2» как дальнего бомбардировщика. Наряду с этим в процессе боевого использования самолета выявлена необходимость производства по самолету некоторых второстепенных работ, указанных на совещании летного состава… Основным недостатком… «Ер-2» на сегодня является тяжелый старт (длинный разбег), особенно тяжело это сказывалось при взлетах с аэродромов без бетонных дорожек на размякшем или снеговом насте, т. е. в действительных боевых условиях. Это, пожалуй, единственная серьезная претензия к самолету, которую и необходимо решить за счет увеличения мощности моторов и диаметра винтов.

Командование полка считает, [что] в интересах войны, самолет «Ер-2» является крайне необходимым как один из лучших бомбардировщиков дальнего действия».

Задача ясна и пути ее решения тоже, только где взять моторы увеличенной мощности?

11 апреля 1942 г. заместитель наркома П. В. Дементьев сообщил в ЦК ВКП(б) Г. М. Маленкову: «Из 70 построенных Ер-2 68 принято АДД, из которых 60 приступило к боевой работе и 8 самолетов разбиты при формировании. По состоянию на 10 апреля 1942 г. 41 самолет уничтожен в боевых операциях, 11 — в строю у Голованова, 7 — в ремонте у Ермолаева, 1 — на Калининском фронте и требует ремонта.

Кроме этого, 5 самолетов у Ермолаева, на которых установлены АМ-37 и проводятся опытные работы. По заявлению… Ермолаева, самолеты… с АМ-37 для боевого применения не годятся и целесообразно на них поставить моторы АМ-35».

За два с половиной года войны основными целями Ер-2 747-го полка были железнодорожные узлы, в частности, Вязьма, Брянск, Сухиничи, Смоленск, Волово; бомбили на перегонах эшелоны противника. Подвергались ударам и аэродромы, такие, как, например, Сеща, артиллерийские позиции в районе Ржева.

Приведем лишь несколько эпизодов из боевой деятельности полка в 1942 г. Выполняя очередной боевой вылет, штурман Бойко обнаружил передвижение автоколонны на Юхнов. Его бомбардировщик в составе группы произвел шесть заходов на колонну, сбросив 12 бомб. В этом бою противник недосчитался 20 автомашин с грузами, но и мы потеряли три самолета. Один из них, пилотировавшийся летчиком П. А. Клименко, атаковали три истребителя Bf 109. Ранив стрелка и повредив пулемет стрелка-радиста, истребители подожгли нашу машину, которую пришлось сажать на лес.

В другом вылете на самолете летчика М. А. Брусницина зенитная артиллерия повредила стабилизатор и один руль поворота. Несмотря на это, экипаж выполнил боевую задачу, но при возвращении домой, уже за линией фронта, Ер-2 атаковали истребители противника. Из горящей машины удалось спастись на парашютах лишь летчику и штурману.

По меньшей мере четыре машины с двигателями М-105 эксплуатировались в ГВФ. На первой из них (№ 1851106, выпущенной в июле 1941 г.) 14 августа 1943 г. летчик М. К. Байкалов потерпел аварию. При посадке в Куйбышеве он «промазал» и, пробежав около 150 м, начал резко тормозить по очереди левым и правым колесами. В итоге, самолет поломал правую стойку шасси и подмоторную раму. Другой самолет из сохранившихся в дальней авиации (№ 1850405, построенный в июне 1941 г.) спустя два года передали на моторостроительный завод № 26. Видимо, самолет, имевший свидетельство для гражданской эксплуатации и обозначение СССР-И586, предназначался как для перевозки срочных грузов, так и испытаний силовых установок. Этот Ер-2 прослужил почти четыре года, потерпев катастрофу 29 апреля 1945 г. В тот день предстоял контрольный полет после планового ремонта. При пробе двигателей ВК-105ПФ-2, стоявших на машине, все работало нормально. Однако вскоре после взлета на высоте 60–80 м левый мотор стал давать перебои, и из него вырвались языки пламени. Ер-2 развернулся в сторону сдавшего двигателя и, планируя под углом около 20°, ударился о землю левой консолью крыла. Пожар почти полностью уничтожил машину вместе с экипажем летчика П. К. Маслюженко.

Последние шесть Ер-2 эксплуатировались в 747-м дбап до конца 1943 г., и ВВС расстались с Ер-2 более чем на год. Лишь в начале 1945 г. Ер-2 стали поступать в дальнюю авиацию после освоения производства новой версии бомбардировщика в Иркутске.

12 января 1945 г. Шахурин сообщал Сталину: «Первые 50 самолетов Ер-2, выпущенные с моторами АЧ-30Б первых серий, могут быть использованы для учебно-тренировочных полетов… на первое время в радиусе действия до 500 км.

Все остальные самолеты могут быть использованы без ограничений в соответствии с тактико-техническими данными… Для перевооружения на Ер-2 выделяется 8-я гвардейская авиадивизия (командир В. Г. Тихонов) в составе 327-го, 329-го, 332-го авиационных полков. Первый полк этой дивизии будет подготовлен к 15 марта, второй — к 15 апреля и дивизия в целом к 15 мая 1945 г.».

Ер-2 состояли на вооружении и 330-го дбап (командир П. М. Засорин), дислоцировавшегося в Зябровке (Белоруссия). На 26 марта 1945 г. 33 машины находились в 1-м и 3-м авиакорпусах и 77 — в 8-й гвардейской авиадивизии. До конца войны оставалось полтора месяца, и на Ер-2 с дизелями успели совершить лишь два боевых вылета.

Летом того же года в 8-й гвардейской авиадивизии должны были начаться войсковые испытания Ер-2, однако эти планы пришлось откорректировать. 12 июля нарком А. И. Шахурин писал командующему 18-й воздушной армией (так с 6 декабря 1944 г. стала именоваться АДД) А. А. Новикову: «Учитывая заявление главных конструкторов Чаромского и Сухого о возможности быстрого улучшения материальной части генерал-майора Тихонова, а также в связи с недостатком запасных частей мотора… и необходимостью подготовки группы самолетов к параду, прошу отложить войсковые испытания… Ер-2 на срок до особой договоренности».

Несмотря на это, Ер-2 передали на войсковые испытания, проходившие на аэродроме Белая Церковь (Украина). Они завершились 23 августа с неудовлетворительной оценкой из-за большого количества дефектов, в том числе у дизелей. Отмечались невозможность полета на одном моторе и тяжелое управление. Более того, 10 августа один самолет (заводской № 7013907) потерпел катастрофу в районе Полтавы.

В августе 1945 г. командование 18-й воздушной армии подготовило обзор работы самолетов Ер-2 с моторами АЧ-30Б за период с августа 1944 по июль 1945 г. За это время количество боевых машин возросло с 13 до 185, а общий налет составил 6477 ч. Средний налет на один дефект по самолету составлял 29,2 ч, по мотору — 14,4 ч. Чаще всего ломались коленчатые валы и разрушались поршни двигателей, выходили из строя шасси и появлялись трещины в топливных баках. Заказчик потребовал устранить все дефекты, установить флюгерные винты и передать на госиспытания три доработанных самолета, а в декабре 1945 г. отправить на войсковые испытания 20 машин. Еще в августе вышло соответствующее постановление ГКО, но, несмотря на все усилия, предприятия НКАП не справились с поставленной задачей и на основании постановления правительства от 26 февраля 1946 г. Ер-2 сняли с производства, а затем и с вооружения. К этому времени на заводском аэродроме находилось 94 самолета, готовых к отправке, а в сборочном цехе — 49 машин. Значительным был и задел, скопившийся в агрегатных и заготовительных цехах.