Всего в ходе предварительных испытаний удалось выполнить 14 полетов. Были зафиксированы следующие основные характеристики первой опытной машины АНТ-42 4 АМ-34ФРН (мощность двигателей по 930/1200 л.с., винты металлические ВРШ-3Б, трехлопастные диаметром 3,9 м):

На основании предварительных испытаний были сделаны следующие заключения (предварительный отчет по испытаниям самолета ТБ-7 4 АМ-34ФРН):

"...1. Максимальные скорости сравнительно с расчетными снижены.

2.  Вибрации самолета ни при каких режимах полета не наблюдалось.

3.   Необходимо увеличить эффективность руля поворота и довести нагрузки на ногу до нормальных.

4.   Необходимо доработать винтомоторное оборудование.

5.  Вооружение и все оборудование самолета испытанию не подвергалось..."

До 1 августа 1937 года самолет находился на ремонте, после его окончания машину подготовили к контрольному облету заводским экипажем. Однако этого не произошло, так как от ВВС поступило указание о срочной передаче самолета на совместные госиспытания, а прибывшая на заводской аэродром испытательная бригада, назначенная командованием НИИ ВВС во главе с ведущим инженером-испытателем И.М. Марковым и летчиком-испытателем П.М. Стефановским, заводской облет отменила и тут же приступила к изучению самолета и его систем и к оформлению документации о приемке самолета. Помимо них в испытательную бригаду входили второй пилот В.Е. Дацко, штурман-бомбардир С.А. Черкасов, штурман А.М. Бряндинский. От промышленности в состав летного экипажа входили ведущий инженер по летным испытаниям А.С. Рахманин и бортмеханик М.Ф. Жилин. Военный инженер 1-го ранга И.В. Марков и летчик-испытатель П.М. Стефановский с момента первого знакомства с ТБ-7 стали его активными сторонниками и защитниками, во многом именно от их активной и твердой позиции в дальнейшем машину удалось сохранить в производстве и на вооружении. Помимо них в испытаниях участвовали летчики-испытатели А.Б. Юмашев, М.А. Нюхтиков и др.

А.Н. Туполев, 1935 г.

Приемка самолета военными шла полным ходом, в дружной работе решались многие проблемы между ОКБ и заказчиком, например, когда возникли сомнения со стороны штурмана-бомбардира С.А. Черкасова, принимавшего систему вооружения, по оговоренному в инструкции по эксплуатации времени подвески бомб, ему силами ведущего конструктора по вооружению С.И. Савельева и четырех рабочих дважды под хронометраж Черкасова подвесили бомбы в бомбоотсек и оба раза уложились в норматив. После этого военные стали относиться к заводской бригаде с большим доверием и уважением, и вся дальнейшая работа проходила исключительно дружно и деловито.

После всех необходимых наземных проверок систем самолета экипаж перегнал самолет на аэродром НИИ ВВС. Этот перелет был засчитан за контрольный облет после ремонта. Весь процесс передачи самолета на совместные с ВВС испытания был закончен в течение трех дней. К этому времени была подготовлена программа летных испытаний, к выполнению которой вскоре приступила бригада НИИ ВВС совместно с представителями промышленности.

В предыдущих заводских испытательных полетах не удалось достигнуть максимальных скоростей полета на расчетной высоте. Недобор скорости оказался достаточно большим и равнялся 15% от заявленной. На том этапе причину недобора скорости видели в неточности замеров и их послеполетной обработке. Предполагалось, что на совместных испытаниях все встанет на свои места.