ТБ-7 перед заводскими испытаниями. Центральный аэродром, 1937 г.
Опытный ТБ-7 4АМ-34ФРН, февраль 1937 г.
Предварительные испытания первого опытного самолета АНТ-42 проводились с 25 декабря 1936 года по 20 марта 1937 года. Испытания проводились без АЦН-2. 27 декабря с Центрального аэродрома самолет впервые поднялся в воздух. Подняли в воздух гигантскую машину шеф-пилот ЦАГИ М.М. Громов вместе с бортмехаником М.Ф. Жилиным. Первый полет прошел успешно. М.М. Громов после полета доложил, что машина вполне устойчива, легко слушается управления и что в поведении самолета никаких отклонений не замечено. По замечаниям экипажа после первых полетов провели ряд мелких доработок. Когда к ним приступили, то заодно решили провести и более крупные, ранее намеченные доработки, из которых наиболее существенным было новое расположение водяных радиаторов внешних двигателей. Вместо раздельной подвески радиаторов под каждым двигателем их решено было подвесить парами только под внутренними двигателями, в единой мотогондоле, переходящей в обтекатель шасси. Такое размещение радиаторов значительно улучшило аэродинамику внешних мотогондол и, в то же время, не ухудшило внутренних.
Одновременно решили сменить воздушномасляные радиаторы на водомасляные. Кроме того, должны были сменить основные двигатели на новые и установить АЦН-2. Однако проверить эффективность всех проведенных доработок в полном объеме не удалось. Весной 1937 года началась реконструкция Центрального аэродрома. На аэродроме НИИ ВВС на Чкаловской проводить заводские испытания не разрешили военные, поэтому руководство авиационной промышленности предложило ОКБ перебазироваться на небольшой подмосковный аэродром в Подлипках. После выполнения работ по доработке самолета на Центральном аэродроме, АНТ-42 выполнил еще три полета, а затем перелетел в Подлипки, для проведения дальнейших испытаний.
В первом же полете с нового места базирования летчик-испытатель ЦАГИ В.В. Рыбушкин на посадке потерпел аварию повредил шасси и его узлы крепления к центроплану, обтекатели шасси и штурманскую кабину, машина получила также ряд других, более мелких повреждений.