Стоящий на площадке музея ВВС в Монино самолет имеет многие признаки ДБ-3А, в частности, узкий фонарь пилотской кабины и дверцу под ней.

Все это внедрялось не сразу. Первой машиной «серии А», поступившей в НИИ ВВС, стал самолет № 390905 (пятый самолет 9-й серии завода № 39), выпущенный весной 1938 г. Он испытывался в НИИ в июле-октябре 1938 г. Пилотировал бомбардировщик капитан Хрипков. На самолете стояла пара М-86 с винтами ЦКБ-30 диаметром 3,4 м (ранее на всех серийных ДБ-3 монтировали пропеллеры ЦКБ-26). Это тоже были металлические винты фиксированного шага. Поставили их вынужденно, не дождавшись обещанных ВИШ-3 (эти пропеллеры, основанные на лицензии американской фирмы «Гамильтон», тогда только осваивались нашей промышленностью). На капотах моторов от юбок, внедренных на последних сериях 1937 г., опять вернулись к жалюзи, показавшим себя более надежными в эксплуатации. Упростили системы уборки-выпуска шасси. Поставили новые маслобаки, значительно уменьшив «мертвый» запас масла. Изменили конструкцию кассетных бомбодержателей. Сделали целлулоидное окно из пилотской кабины в бомбоотсек: теперь летчик мог визуально проверить — сброшены все бомбы или нет.

После всех нововведений ДБ-3 прибавил в весе около 100 кг, но характеристики его не упали, а, наоборот, выросли. У земли он уже мог обогнать ЦКБ-30 (хотя всего на 12 км/ч), значительно улучшилась скороподъемность. Правда, все плюсы кончались у рубежа высоты 5000 м, далее данные даже несколько ухудшились. Это объяснялось профилем винтов ЦКБ-30. С винтами фиксированного шага М-86 недодавал фактически около 100 л.с. Срочно требовались пропеллеры изменяемого шага!

По-прежнему критиковали продольную устойчивость, неполную балансировку триммером при полете на одном моторе, неэффективность тормозов, ненадежность гироскопических приборов. При выпущенных щитках рулей «не хватало» для посадки «на три точки».

«Ахиллесовой пятой» ДБ-3 оставалось шасси. Причем на самолетах завода № 39 оно ломалось гораздо чаще, чем на бомбардировщиках завода № 18. Выяснилось, что применяемая на первом предприятии технология создает постоянный дефект — подрез стенки стакана поршня. С июня 1938 г. завод № 39 начал выпускать усиленные стойки, на которых подреза уже не было. В июле новое шасси предъявили специальной комиссии во главе с комдивом Хользуновым, и оно было одобрено. 28 ноября правительственное постановление обязало предприятия произвести замену шасси в частях к 1 мая 1939 г. К 10 февраля уже успели доработать 20 бомбардировщиков в Монино, к 1 апреля — 63 машины на Дальнем Востоке. Вскоре эта проблема была решена.

Далеко не все самолеты ранних серий были способны преодолеть рубеж военной приемки Этот ДБ-3А, построенный заводом № 18, сдать так и не удалось, и он остался на предприятии в качестве транспортной машины. Он разбился и сгорел у деревни Каверье в Воронежской области в марте 1941 г.

А Управление ВВС требовало еще протектировать центропланные баки, увеличить запас кислорода и размеры колес шасси, усовершенствовать электрооборудование и вооружение, заменить целлулоид остекления плексигласом.

С 10-й серии завод № 39 ввел фиксацию вилки костыля и обеспечил визуальную связь пилота со штурманом (проделали дыру в приборной доске). С 11-й усилили арматуру бензосистемы, поставили новые электрогенераторы ГС-1000 (вместо ненадежных ДСФИ-1000), усилили лючки заливных горловин бензобаков, которые иногда сами собой открывались в полете. А самое главное, центропланные баки теперь вынимались без расстыковки крыла — через специальные люки. Несмотря на внесенные изменения, все выпущенные бомбардировщики именовались просто ДБ-3 без каких-либо буквенных обозначений.

На 12-й серии механическую пневмопочту между штурманом и стрелком-радистом обеспечили питанием от специального воздухоприемника, на 14-й — поставили флеттнеры на элероны и внедрили новый фонарь. Вот здесь ОКБ-39 уже влезло в «модернизацию Б». Она проводилась в соответствии с требованиями к «эталону 1939 г.», утвержденными летом 1938 г. Этот документ предусматривал новые двигатели М-87, винты ВИШ-3, протектированные центропланные баки, перевод управления шасси и щитками с пневмогидравлической системы (ненадежной и медленно работавшей в зимние морозы) на чисто пневматическую, внедрение убирающихся лыж, костыльное колесо увеличенного размера, бронеспинку на кресле пилота, сдвижной козырек перед астролюком у штурмана, измененный фонарь пилотской кабины, зеркало заднего вида, фары и устройства буксировки конуса. Кроме того, на части машин хотели иметь радиополукомпасы РПК-2 и автопилоты.