К пилотам тяжелых бомбардировщиков предъявляли очень высокие требования. Они обязательно должны были налетать значительное количество часов на Р-5 и ТБ-1, причем на последнем — на правом и левом сиденьях. Затем полагалось 18 полетов с инструктором на ТБ-3. Командирам самолетов, кроме этого, предписывались длительные тренировки на правом сиденье ТБ-3 в качестве вторых пилотов. И вдобавок командиру предъявлялось требование о наличии партийного стажа. На практике оказалось, что эта сложная и громоздкая система сдерживает освоение новых бомбардировщиков. Нужного количества пилотов, соответствующих всем требованиям, просто не оказалось. Да и тех, кого нашли, пришлось пропускать через долгую процедуру тренировок. В результате боеспособных самолетов стало существенно больше, чем подготовленного летного состава. Кроме этого, длительное обучение поглощало моторесурс и горючее. Пришлось понизить требования по налету и сократить программу тренировок, поскольку к 1 января 1933 г. требовалось по плану подготовить 200 экипажей.
Тяжелобомбардировочные эскадрильи объединились в бригады. Бригада полного состава в то время уже имела четыре эскадрильи ТБ-3 или три ТБ-3 и одну ТБ-1 (всего 49 машин), эскадрилью «крейсеров» Р-6 (12 самолетов) для дальнего сопровождения и разведки и эскадрилью истребителей И-5 (31 штуку) для прикрытия аэродромов и эскорта близ линии фронта. Таким образом, создавалась стройная структура стратегической авиации. Все это делалось впервые в мире. Бригады обычно сначала формировались из двух эскадрилий, а потом разворачивались до полного состава.
Реально на 1 октября 1932 г. в трех эскадрильях в Монино насчитывалось 10 ТБ-3, в Ржев не поступил ни один, шесть оказались в Воронеже и еще 13 перегнали по воздуху на Дальний Восток. Надо сказать, что перелет на такое расстояние в те времена выглядел достаточно сложным. Командовал перегонкой С.А. Шестаков, тот самый, который слетал в Америку на «Стране Советов». На различных этапах маршрута ТБ-3 держались в воздухе до 12—14 часов. 7 ноября два бомбардировщика 105-й тяжелобомбардировочной эскадрильи (тбаэ) гордо проплыли над Хабаровском в сопровождении пятерки Р-6.
На 1 января 1933 г. в рядах ВВС РККАуже числились 144 ТБ-3, и только один из них являлся неисправным. К концу года четырехмоторных машин в строевых частях уже было больше, чем ТБ-1, но они пока лишь дополняли, а не вытесняли последние.
Четырехмоторные гиганты оказались достаточно устойчивы в воздухе и покладисты в пилотировании. Вот отзывы из бригад, осваивавших новую машину. «Конструкция корабля ТБ-3 в основном вполне удовлетворительна, прочна и может выдержать самые неблагоприятные условия эксплуатации при условии увеличения надежности моторной группы».
К наземному обслуживанию ТБ-3 подошли серьезно. Для него разрабатывался целый набор специализированных автомашин и прицепов, в том числе проектировалась передвижная мастерская на шасси грузовика. По первому изданному регламенту в комплект средств обслуживания ТБ-3 входили пять колесных и гусеничных машин, в том числе гусеничный трактор «Коммунар» для буксировки бомбардировщика по аэродрому. На практике техники не хватало. При отсутствии трактора обходились 40—50 красноармейцами, толкавшими машину под руководством старшего техника, следившего, чтобы самолет не разворачивали слишком круто — можно было свернуть крепления тележек. Если трактор имелся, то потребность в «живой силе» сокращалась до 10—12 человек. Они заносили хвост самолета.
На земле ТБ-3 обслуживали пять механиков, которым хватало работы. Заправка только одного бензобака (с применением пневматики) занимала три с половиной часа, а баковстояло четыре — самолет потреблял до 360 л топлива в час. В систему охлаждения каждого мотора надо было влить 10—12 ведер воды (зимой — горячей). Моторы по инструкции полагалось заводить сжатым воздухом от аэродромного баллона. А если его под рукой не имелось, обходились резиновой петлей на длинной палке, которую дергали человек пять. Иногда к такому приспособлению припрягали лошадь. Храповики для автостартеров на втулках винтов ввели значительно позже.
На 1933 г. ВВС первоначально заказали 350 ТБ-3, затем под давлением представителей промышленности ограничились 300 машинами. По планам за год предстояло сформировать 22 эскадрильи, для чего требовалось 264 бомбардировщика. На практике в 1933 г. заводы выпустили 307 ТБ-3. Это позволило насытить бомбардировщиками ВВС, фактически впервые в мире создав крупные соединения стратегической авиации — бомбардировочные авиакорпуса. Всего сформировали пять таких корпусов по две бригады в каждом. Поначалу они имели на вооружении и ТБ-3, и ТБ-1, но постепенно четырехмоторные машины вытесняли ТБ-1 на роль учебных и транспортных.
