Практическое освоение методов применения торпед фактически началось лишь в 1941 г. Причем интенсивность его нельзя назвать высокой. Так, в 1-м мтап за всю первую половину года произвели всего 78 сбрасываний ходовых торпед и болванок. Лишь две эскадрильи полка из пяти успели обучить низкому торпедометанию и столько же — высотному. С минами многие балтийские экипажи вообще не летали, хотя все самолеты имели оборудование для подвески МАВ-1 и АМГ-1. В ВВС Черноморского флота количество подготовленных экипажей было еще меньше —  по одной эскадрилье для низкого и высотного торпедометания.

На 1 апреля 1941 г. морская авиация обладала в общей сложности 243 ДБ-3, что составляло 88,7 % штатной численности. В это число входили не только торпедоносцы, но и обычные бомбардировщики. В частности, их имел 57-й бап на Балтике. К началу войны 1-й и 2-й мтап довели до штатной численности; в первом имелся 61 самолет, во втором —  63.

Все это были машины на базе ДБ-3Б, за исключением одной эскадрильи ДБ-3Ф на Черном море. Торпедоносцы на основе ДБ-3Ф отличались от обычных дальних бомбардировщиков торпедной подвеской, специальным прицелом ПТН-5 и иным размещением обтекателя рамочной антенны радиополукомпаса — его ставили не под фюзеляжем, где он мешал сбросу торпеды, а сверху — над штурманской кабиной или над гаргротом.

В июне 1941 г. в частях и на складах находилось 1199 торпед 45-36АВА и 878 45-36АН, в том числе на западе — 1007 торпед. Мин в 1-м мтап вообще не имелось, их получили только через несколько дней после начала войны (48 МАВ-1 и 43 АМГ-1). На аэродромах авиации Черноморского флота хранилось 40 штук АМГ-1 и МАВ-1, в течение двух недель доставили еще 80 мин этих же типов.

Торпедоносец на базе ДБ-3Б из 1-го мтап ВВС Балтийского флота. Все машины этого полка к началу войны оснастили радиополукомпасами РПК-2

От первых ударов люфтваффе по советским аэродромам минно-торпедная авиация не пострадала. Но быстрое продвижение немцев на восток приковало все внимание к сухопутным фронтам. В связи с этим минно-торпедные полки вынужденно использовали как обычные бомбардировщики для ударов по береговым целям. Самолеты бомбили скопления живой силы и техники противника, мосты и переправы, аэродромы, порты. 1-й мтап, например, привлекался к дневным атакам на колонны немцев, двигавшиеся по дорогам Прибалтики, а в августе-сентябре — к ночным налетам на Берлин, Штеттин, Данциг и другие города Германии. В первом случае морские летчики подменяли фронтовую авиацию, во втором — дальнебомбардировочные полки. 30 июня совершил подвиг экипаж младшего лейтенанта Игашева. Горящим самолетом Игашев таранил немецкий истребитель, а затем направил его на танковую колонну. Решая несвойственные ей задачи, да еще при плохо организованном боевом обеспечении и превосходстве немцев в воздухе, морская авиация несла большие потери. За первые два месяца минно-торпедные полки на Балтике и Черном море потеряли 82 самолета, т. е. более половины своего довоенного состава.

Именно морские летчики первыми нанесли удар по столице фашистской Германии. Для этого выделили лучшие экипажи 1-го мтап под командованием Е.Н. Преображенского. 1 августа 15 ДБ-3 перебазировали на аэродром Кагул на о. Эзель, оттуда до Берлина было около семи часов лета. После предварительной разведки 8 августа все 15 бомбардировщиков отправились на Берлин. Налет оказался для немцев неожиданным — потеряли всего один самолет.

После трех вылетов к операции подключилась дальнебомбардировочная авиация. Всего до 4 сентября на Берлин сбросили 620 бомб, потеряли 18 ДБ-3, в том числе семь — уничтоженных немецкими самолетами на Кагуле. Все участники операции были награждены, пятеро стали Героями Советского Союза.

На Черном море ситуация была очень схожей. В первые дни войны морские летчики бомбили порт Констанца, нефтепромыслы в Плоешти, объекты в Сулине и Тульче. Только по Плоешти совершили 56 самолето-вылетов. Но с 20 июля все самолеты переключили на поддержку сухопутных сил.

По прямому назначению в первый год войны минно-торпедная авиация применялась мало. На Балтике единственный случай боевого вылета с торпедами имел место 12 июля 1941 г.

Торпедоносец на базе ДБ-3Ф