Основные силы ОКБ-39 вместе с заводом № 29 вкладывало в доводку мотоустановки, совершенствование маслосистемы. Из Запорожья к Ильюшину прибывали доработанные М-88 с более мощными маслонасосами, магистралями увеличенного диаметра, измененной системой дренажа. Беспокойство военных низкой надежностью М-88 привело к тому, что в мае 1940 г. комиссия во главе со Смушкевичем предложила вообще прекратить доводку этого двигателя и искать альтернативные варианты (в качестве которых рассматривались М-81 и АМ-35). В Запорожье еще с октября 1939 г. готовили двигатель М-88А с усовершенствованным нагнетателем, усилением ряда деталей и развитым оребрением головок цилиндров. Испытания его начались 10 января 1940 г. Но лишь в марте М-88А удалось пройти 50-часовую программу совместных испытаний, после чего постепенно развернулось его серийное производство.

Ко всему этому на самолетостроителей обрушилось правительственное постановление от 11 января 1940 г., требующее заменить устаревшую стрелковую установку СУ на МВ-3 и ввести опять нижнюю точку, но уже с МВ-2. От применения пулемета УШ уже отказались, его серийное производство так и не освоили. В январе 1940 г. УШ официально исключили из планов, заменив перспективным пулеметом СН (Савина-Норова), но и этот последний не достиг стадии серийного выпуска. В результате вооружение ДБ-3М должно было по-прежнему состоять из трех ШКАСов.

В январе не сдали ни одного ДБ-3Ф, в феврале с завода № 18 ушли первые 10 машин с М-87. Приемку самолетов с М-88 начали только в марте — четыре бомбардировщика на заводе № 18 и три —  на заводе № 39. В итоге к 1 апреля 1940 г. в ВВС поступили всего 40 ДБ-3М с М-88 вместо 330 по плану. Уяснив реальную обстановку, Комитет обороны значительно урезал план выпуска новых самолетов: заводу № 18 — на 100 штук, заводу № 39 — на 50.

Серийный ДБ-3Ф с капотами «типа Ф» и верхней турелью МВ-3 в полете

Два маслорадиатора, установленные параллельно

В апреле 1940 г. один из ДБ-3М 2-й серии завода № 39 (№ 390204) рискнули опять выпустить на госиспытания. Около месяца он летал в НИИ ВВС — до 7 мая. Эта машина сохраняла старую башню СУ. Носовую установку немного переделали, она стала надежнее, хотя и за счет некоторого уменьшения углов обстрела. В нижней точке стояла усовершенствованная установка УЛУ.

Мотоустановка была типичной для ранних ДБ-3М с М-88. Двигатели стояли в плотно прилегающих капотах «типа Ф» с выштамповками и вращали винты ВИШ-23А. В отличие от первой машины с М-87 на каждый мотор работали два маслорадиатора, снабженные жалюзи.

Самолет имел еще несколько небольших отличий от более ранних машин: рамочную антенну РПК-2 из-под гаргрота пилотской кабины перенесли в каплевидный обтекатель под носовой частью фюзеляжа, стойку радиоантенны — на штурманскую кабину. Все изменения увеличили вес самолета на 217 кг.

Самолет № 390204 имел моторы М-88 и винты ВИШ-23А. На снимке — машина до переделки под турели МВ-2 и МВ-3, апрель 1940 г.