31 апреля в Рыбинске на обкатку поставили уже «настоящий» М-34 с импортным карбюратором и магнето. За ним последовал второй экземпляр, начались заводские испытания. Долго боролись с подтеканием масла и воды через уплотнения.

21 сентября первый мотор прибыл из Рыбинска на испытания в ИАМ. После наработки на стенде 38 часов в октябре 1931 г. его выставили на государственные испытания. К 1 ноября мотор успешно отработал 100 часов, хотя и с некоторыми поломками. В акте записали: «В целом удовлетворительно». По нормам того времени, это давало право поставить вопрос о внедрении в серийное производство. В документе также отметили, что смонтированный на опытном образце М-34 карбюратор фирмы «Зенит» (взятый от М-17) не соответствует мощности двигателя. Поэтому начали проектировать новый.

В Рыбинске собрали только два М-34, поскольку в январе 1932 г. из Главного управления авиапромышленности (ГУАП) поступило распоряжение остановиться на сборке двух моторов, сдать все уже готовые детали ИАМ. В мастерских ИАМ к началу октября 1932 г. сделали пять М-34, из них один — макетный для ЦАГИ.

В декабре 1931 г. московский завод № 24 уже начал подготовку к серийному производству микулинского двигателя. Ради этого там отказались от развертывания выпуска 18-цилиндрового мотора М-27, под который уже подготовили оснастку. При этом формальный заказ поступил позже - 6 февраля 1 932 г.

14 февраля на предприятие прибыли новые чертежи, доработанные с учетом замечаний по госиспытаниям. Первые два серийных М-34 собрали к 1 мая. В тот же день один из них запустили на стенде. Так тогда было принято — подарок к празднику. В июне первый серийный мотор, № 2001, установили на доработанный в ЦАГИ биплан Р-5, на котором провели летные испытания.

Первые серии М-34 комплектовались французскими карбюраторами «Зенит 90Р». Серийный мотор оказался примерно на 60 кг тяжелее М-17, вес которого был заложен в задание (550 кг), а максимальная мощность - на 100 л.с. меньше требуемой (800 л.с. вместо 900 л.с). В результате удельная мощность оказалась примерно той же, что и у «немца». Расход бензина и масла, по мировым стандартам, был великоват. А посадочные места не соответствовали не только немецкому двигателю, но и полноразмерным макетам, которые ИАМ рассылал самолетостроителям. Значит, замена М-17 на М-34 получалась довольно хлопотной. В производстве М-34 оказался и сложнее, и дороже предшественника.

Продольный разрез М-34	Мотор М-34 с карбюратором «Зенит»

Первые моторы даже не пытались сдавать военным. Дело в том, что технические условия писали на заводе, и в УВВС их отправили только в декабре 1932 г. А утвердили их только 19 мая следующего года, когда М-34 уже шли из цехов сотнями!

В октябре-ноябре 1932 г. проводились повторные государственные стендовые испытания мотора 1-й серии («А») с отечественными карбюраторами 92КД-3 (они потом обозначались К-34), при которых опять выявили ряд дефектов. Не удивительно — эта серия из 34 штук позже была целиком забракована и использована для учебных целей. Однако, по крайней мере, пять двигателей из нее проходили летные испытания.

2-я серия («Б») получилась удачнее, и к концу года ВВС сдали (правда, по каким требованиям - непонятно) 64 мотора (из 66 входивших в серию), признанных годными для опытной эксплуатации. Эти двигатели отправили в различные самолетостроительные конструкторские бюро для установки на опытные машины. Впоследствии часть 2-й серии тоже отбраковали и пустили на учебные пособия, а 14 моторов перебрали повторно. Как позже честно признали в ГУАП, «мотор запускался в производство конструктивно и технологически недоработанным».