Затем встал вопрос о передаче партии ТБ-3РН китайской стороне. 22 октября в Алма-Ату перелетели шесть тяжелых бомбардировщиков. Самолеты были не новые, они уже эксплуатировались в ВВС РККА около года. Четыре машины взяли из 23-й тбаб и две перегнали из Ростова. Отрядом командовал капитан Донцов. В отличие от истребителей И-16 и И-15бис и бомбардировщиков СБ, на значительной части которых должны были воевать советские летчики, ТБ-3 предназначались для эксплуатации китайцами. Наши экипажи выступали только в роли перегонщиков и инструкторов.
Из Алма-Аты самолеты вылетели с дополнительным грузом: по десять бомб ФАБ-100 в фюзеляже и по две ФАБ-500 или четыре ФАБ-250 под крыльями. Помимо этого везли по два боекомплекта патронов. 27 октября ТБ-3 сели в Урумчи и далее шли по трассе без происшествий вплоть до Ланчжоу, куда прибыли 31-го.
Здесь самолеты официально сдали китайским властям. Советские опознавательные знаки закрасили уже в Алма-Ате. Теперь на плоскости и фюзеляж нанесли белые двенадцатилучевые звезды на голубом фоне, а на руль направления — бело-голубую «зебру» (четыре синих и три белых горизонтальных полосы).
В Ланчжоу начали обучение китайских экипажей. В конце ноября один самолет китайский пилот «приложил» так, что его пришлось списать. 30 ноября остальные пять со смешанными советско-китайскими экипажами перелетели в Наньчан. Там их и накрыли японские бомбардировщики. 13 декабря машины по тревоге должны были взлететь и перебазироваться, но не успели. Японцы два самолета уничтожили и два серьезно повредили. 25 декабря три ТБ-3, включая два отремонтированных, вернулись в Ланчжоу.
По своему прямому назначению тяжелые бомбардировщики китайцы не использовали. Вместе с купленными еще до войны в Италии S.72 они перевозили людей и грузы. 16 марта 1938 г. на ТБ-3, пилотируемом Гуо Цзя-янем и Чжан Цзюнь-и, отказал один из моторов. Летчики решили вернуться обратно, но разбились в горном ущелье Ципань. Из находившихся на борту 25 советских добровольцев спаслись только двое. Весь экипаж погиб. Летчик-истребитель Д.А. Кудымов вспоминал, что раньше летел на этом самолете из Ханькоу в Ланьчжоу. Командир, взлетая, даже не проверил, хватит ли топлива. В воздухе горючее кончилось. С трудом перевалив горный хребет, бомбардировщик приземлился у подножия гор среди валунов, недотянув до полосы около полукилометра. «Выбрались из самолета возмущенные и злые до предела. Пилот ТБ смеялся...»
Еще один ТБ-3 в 1938 г. в Чэнду китайский пилот поставил на нос, промахнувшись при посадке. Он выкатился за границу летного поля и попал в болото. Советский механик потом написал: «Штурманская кабина была задрана, как рыло носорога». Кабину отремонтировали, винты сменили, после чего самолет отогнали в Ланчжоу.
В Китае появлялись и ТБ-3 ВВС РККА, но в небольшом количестве и ненадолго — только как транспортные. Так, в ноябре 1937 г. три ТБ-3 доставили в Ланчжоу со складов Забайкальского военного округа бомбы и патроны. Самолеты двигались по маршруту через Улан-Батор. В пути их сопровождала пара Р-5 — не столько для охраны, сколько на случай вынужденной посадки.
В общем, карьера ТБ-3 в Китае оказалась весьма краткой и вовсе не славной.
Первые настоящие боевые цели ТБ-3 пришлось поражать на родной земле. Летом 1938 г. они участвовали в боях у озера Хасан на Дальнем Востоке. В конце июля японцы заняли позиции на сопках Заозерная и Безымянная на советской стороне границы. Чтобы выбить их оттуда, сосредоточили части Красной Армии, которые поддерживали 250 самолетов. В их число вошли 60 ТБ-3 под командованием А.В. Коновалова. Вечером 6 августа вся эта армада обрушилась на траншеи, артиллерийские батареи и тылы японской группировки. ТБ-3 шли в первой волне.
ТБ-3 с моторами М-34 готовы к взлету
Это был первый и единственный случай, когда четырехмоторные гиганты применялись так, как было первоначально задумано — днем, большими группами, с залповым бомбометанием из плотного строя со средних высот, при полном господстве в воздухе.
Затем поддержку наступающих танков и пехоты обеспечивали в основном СБ и истребители, а ТБ-3 переключились на грузовые перевозки. Наводнение отрезало советские войска от тылов, и самолеты везли к району боевых действий сухари, масло, крупу и махорку.
Морскую авиацию к бомбежкам не привлекали, хотя ее ТБ-3 дежурили на аэродромах с подвешенными бомбами. Их также использовали для сопровождения пароходов, шедших к заливу Посьет. А 16-й транспортный отряд участвовал в перевозках продовольствия и боеприпасов к передовой.
ТБ-3 применялись и на Халхин-голе. Правда, их там было немного. Из состава 4-го тбап, базировавшегося у станции Домно в Забайкалье, после начала боевых действий выделили две эскадрильи (бывшие 113-ю и 114-ю) и перебросили их в Монголию, в район Обо-Сомона. К 1 мая в ВВС в 57-го стрелкового корпуса (их еще называли «ВВС т. Фекленко», по фамилии командира корпуса, причем и в официальных документах тоже) прибыли семь ТБ-3 с моторами М-17, еще четыре готовились к вылету в Монголию. Они образовали 19-ю транспортно-санитарную эскадрилью, иногда именовавшуюся также «группой майора Егорова»; немного позже ее довели до 23 самолетов. Две другие эскадрильи 4-го тбап остались в Домно и использовались как транспортные.
Собственно говоря, поначалу все ТБ-3 на Халхин-голе служили как транспортные. Ближайшая железная дорога находилась в сотнях километров. Все везли или на автомобилях, или по воздуху. ТБ-3 «челночили» по маршруту Тамцаг-Булак — Чита. К фронту везли оружие, людей, боеприпасы, обмундирование, медикаменты. Один раз три машины доставили оборудование типографии, которая стала печатать листовки на японском, китайском и монгольском языках. Всего ТБ-3 перевезли 1885 т грузов. Обратно везли раненых — по 15-20 человек на самолет.