Отмечались случаи, когда пытавшихся покинуть самолёт прижимало набегающим потоком к антенной стойке и дуге аэрокомпенсатора (именно это обусловило перенос стойки вперёд на козырёк и сброс компенсатора вместе с фонарём, введённые с 205-й серии). Сам компенсатор получил одно центральное «крылышко» вместо двух, разнесённых в стороны, а его громоздкие дуги заменили компактным кронштейном, не мешавшим сбросу фонаря.

Реакция ОКО завода №22 (единственного предприятия, производившего «пешки» весной 1943 г.) оказалась похвально быстрой. В мае на испытания в НИИ ВВС передали Пе-2 (заводской №7/187) с моторами М-105ПФ, оборудованный новой верхней стрелковой установкой ФЗ и увеличенным фонарём кабины пилота. Установка ФЗ (фронтовое задание) представляла собой вращающуюся турель с пулемётом УБТ, укреплённым на трубчатой траверсе. Питание пулемёта - магазинное (ленты в коробках), два из них по 50 патронов, а третий - 90. Благодаря этому и лёгкому ходу турели улучшилась маневренность установки (правда, смена магазина требовала до 30 с).

Больше всего лётчикам понравился «дутый» фонарь, значительно улучшивший обзор и условия работы экипажа. Удачно закапотированный экран ФЗ хорошо вписался в обводы и имел лучшую аэрокомпенсацию, положительно сказавшуюся на времени разворота и секторах обстрела. Конструкторы сумели восстановить силовую противокапотажную раму. Удачным оказалось и решение сбрасываемой части: теперь лётчику достаточно было потянуть за ручку наверху, чтобы половинки фонаря сорвались с фиксаторов, распахнулись и улетели в стороны, после чего можно было перевалиться за борт прямо с сиденья.

После проверки в НИИ ВВС Пе-2 (заводской №7/187) передали для продолжения испытаний на НИПАВ, где вскрыли ряд дефектов установки ФЗ. В ноябре 1943 г. на повторные испытания направили машину (заводской №3/198) с доработанным фонарём кабины лётчика и установкой ФЗ. На этот раз нововведения получили безоговорочную поддержку военных и были рекомендованы в серию. Самолёт Пе-2Б, считавшийся эталоном на 1944 г., также оснащали новым фонарём с ФЗ. И вот тут началась одна из самых неприглядных страниц в истории «пешки».

Все, казалось, понимали, что ФЗ радикально повысит обороноспособность самолёта, улучшит условия работы пилота и штурмана, безопасность экипажа. Но дело не двигалось. Наркомат авиапромышленности не разрешал внедрять установку (опасаясь срыва плановых заданий), заводские специалисты не решались повторить опыт с несанкционированным внедрением ФТ (тогда директор завода В. Окулов и главный конструктор А. Изаксон едва не поплатились за самовольство), а руководство ВВС КА как-то «очень скромно» настаивало на своём (вероятно, оно тоже опасалось даже временного снижения выпуска массового фронтового бомбардировщика). «Пешка» в который раз оказалась в порочном кругу: «хронический аврал» промышленности требовал «гнать план», восполняя потери, а уменьшить их, качественно улучшив конструкцию, не давал неумолимый темп выпуска. В результате Пе-2 с установкой ФЗ так и не стал серийным, а десятки (если не сотни) экипажей поплатились за это своими жизнями.

Кстати, усиление вооружения и возросшая масса Пе-2 не лучшим образом отозвались на ЛТХ: бортовой пулемёт и громоздкий экран турели ВУБ-1 отнимали 12-14 км/ч, ещё 16-20 км/ч «съедали» плохая отделка и низкое качество сборки, из-за чего самолёты выпуска второй половины 1942 г. в максимальной скорости более чем на 40 км/ч уступали машинам августа 1941 г. Предпринятое с 205-й серии улучшение аэродинамики (ещё раньше, со 179-й серии, убрали в крыло замки и упоры крыльевых бомбодержателей) позволили подтянуть скорость лишь до 520 км/ч. Но «пешка» уже не могла тягаться с немецкими истребителями, ЛТХ и вооружение которых заметно улучшились. FW190A-4 и Bf109G-6 легко настигали Пе-2, даже имеющего преимущество в высоте.

Впрочем, при хорошей слётанности экипажам «пешек» не раз удавалось отбиться от истребителей. В сентябре 1942 г. одиночный разведчик Пе-2 Л. Боброва перехватила пара Bf109 в районе Сталинграда над аэродромом Тузов. Обнаружив, что пулемёт штурмана отказал, немцы пристроились сбоку, жестами указывая на безысходность положения советского самолёта. В ответ командир бросил машину в сторону, подставив брюхо ведущего «мессершмитта» под очередь заранее изготовившегося стрелка, и тот расстрелял немца в упор. Ведомый, шокированный результатом, вышел из боя.

Но далеко не всегда удача оказывалась на стороне бомбардировщика. В феврале 1943 г. советское командование отметило несколько случаев бесследного исчезновения целых подразделений «пешек», летавших на задание без прикрытия истребителями.

В начале марта 1943 г. из-за крайней занятости истребителей другими задачами на Воронежском фронте 204-й бад полковника Андреева пришлось действовать самостоятельно. Напоровшись в одном из вылетов на группу немецких FW-190 над Жиздрой, были сбиты сразу 14 советских бомбардировщиков. Если в 1942 г., по данным отдела учёта самолётов и моторов ГУ ВВС КА, боевые потери Пе-2 составили 665 машин, то в 1943 г. они выросли до 721. Парадокс, но статистика ухудшалась на фоне стремительного увеличения численности советской истребительной авиации.

Что касается боекомплекта Пе-2, то ГУ ВВС КА считало его вполне достаточным: в 1943 г. за боевой вылет в среднем расходовали 52 патрона ШКАС и 42 патрона УБ (с учётом затраченных на отстрел оружия перед каждым вылетом). По понятным причинам, не могли учесть реального расхода боеприпасов на сбитых самолётах.