Первый полёт ХАИ-5 в июне 1936 года прошел незамеченным. От предшественника — вооруженного варианта ХАИ-1 он отличался новым двигателем, экранированной турелью MB-2 с пулеметом ШКАС, да своеобразным козырьком кабины пилота с обратным наклоном. В августе машина поступила на Государственные испытания в НИИ ВВС. Всего, до их окончания 24 октября, ХАИ-5 выполнил 117 полетов, которые показали, что это тот самый самолет, который нужен. Еще до того, как эти полеты закончились, 2 октября 1936 года начальник ВВС РККА Яков Алкснис утвердил акт госиспытаний, по результатам которых машине присваивали обозначение Р-10, и его приняли на вооружение ВВС как самолет-разведчик образца 1937 года.

Более чем двухлетняя эпопея поисков и сомнений закончилась, похоже было, что наконец-то судьба весьма неплохого самолета устраивалась. На самом деле понадобилось еще определенное время, прежде чем это произошло. На харьковском авиазаводе № 135 вплоть до середины 1937 года велось серийное производство истребителей ИП-1, изготовление которых всю первую половину года считалось приоритетным. Выпуск серийных Р-10 продвигался не менее мучительно медленно, чем и вся история его создания.

5 мая 1937 года выпущена головная машина серии, а первые самолеты войсковой серии с серийными номерами 001, 002, 003 — лишь в конце сентября. В этот период произошли немаловажные события, повлиявшие на увеличение серийного производства.

23 июля 1937 года специальным правительственным решением была образована комиссия в составе Межлаука, Рухимовича, Алксниса, которая должна была изыскать возможности для выпуска в 1938 году 1000 самолетов Р-10. Комиссия обследовала многие заводы на территории Советского Союза, в частности в Омске (Сибсельмаш), Орске, Воткинске, Запорожье (Коммунар), Саратове (Саркомбайн). В результате приняли решение развивать производство на харьковском авиазаводе в кооперации с московским «Серп и молот». Такое сотрудничество обеспечило бы, по расчетам, 300 машин в 1938 году.

Турель МВ-3 (с индивидуальным экраном) Р-10

Комиссия остановила свой выбор и на заводе «Саркомбайн» — здесь уже имелся небольшой опыт производства самолетов и, кроме того, можно было получать дешевый (относительно) авиалес из верховьев Камы и Волги. Кроме того, предлагалось освободить московский авиазавод № 301 (совсем недавно это была мебельная фабрика, где предполагалось выпускать мебель для грандиозного Дворца Советов) от работ по освоению и изготовлению самолетов Кодрон и УТ-2. Производство вооружения для Р-10 полностью возлагалось на московский завод №32.

В связи с принятыми решениями конструктору Неману предлагалось в короткий срок провести улучшения разведчика. Ему разрешалось временно приостановить работы по самолету «Иванов» сроком на 5 месяцев. Кстати, работы по этому проекту, берущему начало еще в 1936 году, в Харькове так и не были реализованы. Самолетом, наиболее удачно соответствующим требованиям конкурса «Иванов», оказалась машина Сухого Су-2. А в 1937 году наиболее реальным аппаратом такого предназначения оказался разведчик Р-10. В связи с предполагаемым увеличением его серийного производства, летом 1937 года, для развития завода № 135 перечислили два миллиона рублей, выделили дополнительную землю для расширения цехов, провели трамвайную линию. Завод получил дополнительные металлообрабатывающие станки, 7 грузовых автомашин, 4 легковых типа М-1 и даже два пассажирских автобуса.