В марте 1929 г. макетная комиссия утвердила полноразмерный макет бомбардировщика, опытный образец которого к тому времени уже начали строить. Начало летных испытаний ТБ-2 задержалось сначала из-за выявленной недостаточной жесткости бипланной коробки, затем из-за ареста Поликарпова, объявленного «вредителем». Уже без него весной 1930 г. самолет прошел краткие заводские испытания, на которых показал скорость 216 км/ч — немного больше, чем утуполевскогоТБ-1. Но по всем остальным характеристикам он уступал конкуренту, уже запускавшемуся в серийное производство. Работы по ТБ-2 прекратили.
Следующий этап развития тяжелобомбардировочной авиации в СССР неразрывно связан с появлением самолета ТБ-1 (АНТ-4), созданного в ЦАГИ под руководством A. Н. Туполева. Первоначально эта машина разрабатывалась как специализированный самолет-носитель новых видов оружия — авиационных мин и торпед. Заказчиком являлось Особое техническое бюро по военным изобретениям (сокращенно Остехбюро или ОТБ), возглавлявшееся B. И. Бекаури. Проектирование начали в ноябре 1924 г. Согласно договору, опытный образец следовало представить через девять месяцев. Срок выдержали, и 26 ноября 1925 г. А.И. Томашевский уже совершил полет на новой машине.
АНТ-4 представлял собой во всех отношениях передовую машину. Это был двухмоторный цельнометаллический свободнонесуший моноплан с гофрированной обшивкой, обладавший весьма высокими летными данными. Самолетом заинтересовалось Управление ВВС, которое рассматривало ее как перспективный дневной и ночной тяжелый бомбардировщик. С этого момента АНТ-4 получил обозначение ТБ-1. Второй экземпляр самолета строился уже по техническому заданию Управления ВВС. Он имел немного меньшую площадь крыла и другие моторы: вместо английских Нэпир «Лайон» поставили немецкие BMW VI. Вооружение складывалось из шести пулеметов в трех спаренных установках и 985 кг бомб на внутренней и наружной подвеске. В августе 1928 г. ТБ-1 начал испытываться в НИИ ВВС.
Машина получила благоприятный отзыв и была принята на вооружение. Летом 1929 г. завод № 22 в Филях (бывшая концессия «Юнкерс») выпустил первые серийные бомбардировщики. Отечественная промышленность еще не могла полностью обеспечить их комплектующими. Полуоси покупали в Америке, покрышки — в Англии, моторы и бомбардировочные прицелы — в Германии. Значительная часть приборов тоже имела иностранное происхождение.
Осенью того же года на одной из первых машин, названной «Страна Советов», экипаж С.А. Шестакова совершил перелет из Москвы в Нью-Йорк через Дальний Восток и Тихий океан. В ходе перелета один самолет разбили, но на запасном советские летчики благополучно долетели до Америки.
ВВС заказали несколько сотен ТБ-1. Это позволяло перейти на качественно более высокий уровень — к созданию соединений тяжелых бомбардировщиков. Каждая тяжелобомбардировочная бригада должна была состоять из трех эскадрилий. Эскадрилья включала три отряда по четыре самолета в каждом. Таким образом, вместе с машинами штаба полностью укомплектованная бригада могла располагать почти 40 бомбардировщиками.
Хотя ТБ-1 по меркам даже середины 30-х годов — заурядный средний бомбардировщик, боевая мощь одной бригады таких самолетов была больше, чем у всей Эскадры воздушных кораблей в период ее расцвета. Численность машин примерно одинакова, но бомбовая нагрузка каждой больше, а о летных данных и говорить нечего. Боевая живучесть более компактного цельнометаллического ТБ-1 также была выше, чем у громоздкого деревянно-полотняного «Муромца».
Осенью 1929 г. началось формирование первой такой бригады — 11-й в Воронеже. Она состояла из 51-й, 53-й и 59-й эскадрилий. Пока не поступили ТБ-1, каждой из них передали по одному «Голиафу». Это позволило ознакомить с пилотированием двухмоторных машин молодых летчиков, обучавшихся ранее на бипланах Р-1.
На 1 января 1930 г. в ВВС РККА числились 33 тяжелых самолета иностранного производства и всего два ТБ-1. Оба они находились в НИИ ВВС. Но постепенно завод начал сдавать военным все больше самолетов. Хотя на них не хватало различного оборудования — бомбодержателей, прицелов, радиостанций, машины старались побыстрее отправить на места дислокации.
