Несмотря на все препоны, ЦАГИ опоздал ненамного. Все основные узлы были изготовлены, проведены их статические испытания. 26 августа 1929 г. первый Р-6 в основном уже собрали. На самолете смонтировали пару моторов BMW VIE 7,3 с максимальной мощностью 730 л.с. Они вращали двухлопастные деревянные винты (разумеется, постоянного шага). Идя в ногу со временем, конструкторы ЦАГИ предусмотрели установку новых пулеметов ДА, хотя в задании были заложены устаревшие «Льюисы» обр. 1924 г.
В начале сентября опытный образец Р-6 перевезли на аэродром. Как и предполагалось, «крейсер» выглядел уменьшенным подобием ТБ-1. Это был такой же цельнометаллический свободнонесущий моноплан с гофрированной обшивкой. Шасси не убиралось, сзади машина опиралась на металлический костыль. Но пилотская кабина — одноместная, смещенная влево от оси самолета. Но задняя турель — только одна, зато под фюзеляж выдвигается «башня Б» (в просторечии — «штаны») с пулеметом ДА на шкворне, такая же, как потом монтировалась под крыльями ТБ-3.
Итого — пять пулеметов против шести на ТБ-1. Бомбовая нагрузка предусматривалась, но мизерная (192 кг) и только в виде бомб малого калибра; самой большой могла быть двухпудовая АФ-32.
Все испытания Р-6 проходил в НИИ ВВС. Первые полеты совершил М.М. Громов. Выявилось немало недостатков и машину вернули ЦАГИ на доработку. На государственные испытания самолет попал лишь 11 марта 1930 г.
Эти испытания прошли тоже не очень удачно. Общая оценка оказалась неутешительной. В выводах отчета НИИ ВВС четко сказано, что самолет не удовлетворяет техническим условиям. Взлетный вес оказался больше заданного на 355 кг. Скорость у земли была меньше требуемой на 14 км/ч, на высоте 3000 м — на 42 км/ч. Потолок «недобрали» на 1560 м. На высоту 5000 м Р-6 забирался за 30 мин вместо 15,3 по заданию. Нормальный радиус действия самолета, который должен был стать и дальним разведчиком, оказался всего 268 км/ч, в то время как у более легкого и дешевого одномоторного биплана Р-5 — 398 км!
В выводах отчета записано: «Преимущество перед ТБ-1 минимально». А ведь за счет уменьшения габаритов и веса, фактического отказа от полноценной бомбовой нагрузки, как раз и собирались получить прирост летных данных по сравнению с бомбардировщиком. Кроме того, выявились вибрации хвостового оперения, фюзеляжа и моторов. В одном из полетов сорвало переднюю кромку крыла (она была задвижной, без фиксации). Протекали бензокраны, слишком жесткой была амортизация шасси. Обзор у летнаба (штурмана-стрелка), сидевшего в передней кабине, сочли недостаточным. Он мог смотреть, только высовываясь вверх из проема турели. Всего специалисты НИИ ВВС отметили 73 дефекта.
Конечно, нашли и кое-что положительное. В отчете указано, что самолет «прост и не утомителен в пилотировании», отметили «хорошую устойчивость и управляемость», по достоинству оценили небольшой (100 — 120 м) разбег и огневую мощь Р-6.
Испытания закончились 30 марта. Самолет еще раз вернули в ЦАГИ, где его подвергли значительной доработке. Переделки заняли около четырех месяцев. Причиной вибраций задней части и оперения сочли завихрения потоков воздуха, сбегающего по крылу. В борьбе с этим заднюю кромку крыла у фюзеляжа приподняли, оставив у концов в прежнем положении. Существенные изменения внесли и в мотоустановку. На двигатели надели новые капоты. Под моторы перенесли водяные радиаторы, установив их в наклонном положении. Ранее они стояли под плоскостями между фюзеляжем и мотогондолами, и могли в полете для уменьшения сопротивления втягиваться в крыло. Изменением положения радиатора собирались и регулировать охлаждение. Теперь это сочли ненужным усложнением. Радиаторы сделали неподвижными, а наклон должен был уменьшить лобовое сопротивление до приемлемых пределов. На выхлопных патрубках моторов появились новые плоские глушители, выхлоп из которых был направлен вверх.
Переднюю кромку крыла прихватили проволокой. У летнаба сделали спереди подслеповатое целлулоидное окошко. Заменили носовую пулеметную турель, теперь обе они, передняя и задняя, были одного типа — Тур-5. Задняя перекатывалась с борта на борт, увеличивая поле обстрела. Кресло пилота приподняли, чтобы улучшить обзор. Перед пилотской кабиной из-за этого пришлось сделать небольшой гаргрот-обтекатель. Ввели козырек перед задней турелью, увеличили вырез выпускной нижней башни и изменили в ней крепление пулемета. Колеса заменили на большие по размеру, метрового диаметра. Но после всех переделок машина не только не потяжелела, но конструкторам удалось даже «сбросить» около 80 кг.
