Поначалу противник очень скептически отнесся к этому самолету. Уже на 4 день войны Гальдер в своем дневнике отметил: «Русские переходят к применению устаревших тихоходных четырехмоторных бомбардировщиков». Запись подразумевала, что дела у советской авиации пошли совсем плохо. Пройдет сравнительно немного времени, и для перехвата ТБ-3 будут привлекать хорошо подготовленных истребителей-ночников. После каждого ночного боя пилоты «Мессершмитов» будут рисовать на своих истребителях отметки об «одержанных» победах, но наступит ночь, и «сбитые» гиганты будут снова бомбить врага. Бомбардировщик шел над целью так медленно, что, казалось, он просто висел в воздухе - «становился на якорь» - и продолжал бомбежку, несмотря на обстрел, равнодушно пропуская через свое гофрированное тело десятки осколков, а иногда даже крупнокалиберные снаряды.

В боевых условиях самолет Туполева показывал настоящие чудеса. Он мог взлетать с перепаханных полей, садиться в снег глубиной до метра. Возил на своей внешней подвеске тяжелые негабаритные грузы – грузовики ГАЗ-АА, артиллерию, танкетки Т-38. Самолет продолжал активно применяться, несмотря на свой возраст, очень активно. К исходу первого года войны появилось большое число экипажей, совершивших по 100 боевых вылетов, а к окончанию Сталинградской битвы некоторые экипажи имели за плечами уже 200 полетов.

Перед нападением Германии на западных границах СССР находилось 4 авиаполка, вооруженных ТБ-3: 7-й тяжелый бомбардировочный авиаполк (ТБАП) на северо-западном направлении – 44 самолета, из них 18 исправных.,1-й и 3-й ТБАП на западном направлении – 94 ТБ-3, помимо этого в районе базирования 3-го ТБАП находилось 14 неисправных машин, 14-й ТБАП юго-западного направления на 1.06.1941 года имел в своем составе 32 исправных самолета и 6 бомбардировщиков в ремонте.

К великому сожалению, мы за последние 20 лет стали забывать своих великих, настоящих Героев. Молодое «поколение пепси» - их и вовсе не знает. Наших людей, совершавших реальные, удивительные подвиги, из сознания и памяти молодёжи вытеснили накаченные голливудские недоумки, «черепашки ниндзя» и прочие высосанные из пальца персонажи.