ХАИ-52 отличался улучшенной аэродинамикой и более тщательной отделкой — даже отверстия крыльевых пулеметов закрывались специальными шторами. Внешне новый самолет отличался уширенным килем с большим закруглением перехода к наспинной «холке». Вызвано было последнее вовсе не стремлением к внешнему облагораживанию машины — просто при вращении турели у самолета Р-10 заметно ухудшалась путевая устойчивость.

Бомбовая нагрузка ХАИ-52 возросла до 400 кг в бомболюке (у Р-10 — 300 кг), кроме того были установлены крыльевые держатели ДЕР-31. Хотя самолет соответствовал по своему предназначению, как и предыдущий, многоцелевому, однако шесть пулеметов ШКАС в крыльях, являющихся наступательным вооружением, переводили ХАИ-52 скорее в штурмовик.

Первый полет ХАИ-52 состоялся 16 апреля 1939 года. Заводской шеф-пилот полковник Дарский неплохо отозвался о машине. Максимальная скорость, которая составила 410 км/ч на высоте 4800 метров хотя и считалась тогда недостаточной, вполне могла на какое-то время удовлетворить военных, ведь изменения по сравнению с Р-10 были минимальны.

Тем не менее судьба ХАИ-52 оказалась удивительно короткой. 18 мая 1939 года машина была серьезно подломана заводским летчиком Индюшкиным. При угасающем интересе заказчиков к самолету, этого оказалось достаточно, чтобы скоро прекратить практически все работы по развитию ХАИ-52.

Р-10 в финскую войну. 1939-40 гг.

В том же 1939 году на харьковском авиазаводе началась подготовка к серийному производству самолета ББ-1, называемому тогда еще и как СЗ-3 (Сталинское задание-3 ). Этот ближний бомбардировщик конструкции Сухого, ставший впоследствии известен как Су-2, на тот период показал более высокие летные результаты.

В 1939 году, в связи с освоением ББ-1, производство Р-10 на авиазаводе № 135 было прекращено. Всего до окончания выпуска в 1940 году, двумя авиазаводами выпущено 528 самолетов типа Р-10. Цифра достаточно приличная, однако несмотря на это Р-10 было суждено стать самолетом-призраком. — в истории он остался одним из самых малоизвестных боевых аппаратов. На Халхин-Голе Р-10 не применялись, в финской кампании применение этих машин было достаточно эпизодическим. Даже по состоянию на 22 июня 1941 года отдельные соединения Р-10 не включались в основной состав ВВС. Самолеты этого типа входили в разношерстный состав фронтовой авиации наряду с устаревшими разведчиками типа Р-5 и P-Z. Установление точного количества Р-10, имеющихся летом 1941 года, на данный момент оказалось затруднительным.

Оценивая данную ситуацию, можно говорить об определенной потере интереса военных к описываемому самолету. Причин было несколько, однако одной из главных представляется некоторая переразмеренность деревянной конструкции Р-10. Такая оказалась идеальной для маленького И-16 с его короткой, четырехметровой скорлупой фюзеляжа. У «десятого» эта скорлупа трещала и повреждалась не только при незначительных авариях, но и при грубых посадках. Ослаблялась конструкция со временем и за счет гигроскопичности склеиваемых участков. Применяемый для сборки казеиновый клей, несмотря на защитные покрытия, достаточно активно насыщался влагой. Хотя в 1939—1940 годах в промышленность начали активно внедряться новые технологии склейки на основе формальдегидных смол, для производства Р-10 они не применялись.