Со всех участвовавших в кампании авиационных частей и соединений были затребованы подробные отчеты с обязательным включением предложений по совершенствованию техники. Предложения варьировались от сравнительно простых в реализации до практически полностью менявших компоновку машины. В значительной мере они повторяли выводы по боевым действиям в Китае — протектировать все баки, ввести заполнение их нейтральным газом, усовершенствовать стрелковое вооружение и увеличить экипаж до четырех человек, добавив нижнего стрелка, перейти на колеса увеличенного размера с более мощными тормозами, повысить надежность работы мотоустановки. Кроме этого предлагалось сделать боковые окна в кабине стрелка-радиста, для ночных полетов установить пламегасители.
Выступая на совещании в ЦК ВКП(б) в апреле 1940 г. командующий ВВС Северо-западного фронта Птухин говорил: «Одним из недостатков нашей авиации является большая уязвимость бомбардировочных самолетов, особенно ДБ. Плоскость имеет 14 бензобаков, и при стрельбе противника специальными пулями машина быстро загорается. Машина должна быть более живучей. Конструкторам следует подумать над этим вопросом». Немного раньше, в феврале, Птухин даже предлагал вообще переместить баки в фюзеляж, а бомбы — в крылья. После финской кампании впервые выдвинули требования о бронезащите экипажа и наиболее важного оборудования самолета. Практика показала, что имеющегося запаса азота в системе наддува баков инертным газом недостаточно при большом количестве пробоин. Надо было или ставить еще один баллон, или переходить к наддуву охлажденными выхлопными газами, что впоследствии и сделали.
В отношении стрелкового вооружения многие шли дальше простой установки дополнительного пулемета в хвосте. На том же совещании комбриг Кравченко предлагал монтировать на ДБ-3 четыре огневые точки, из них три спаренные.
Повысились требования к подготовке штурманов, летчиков и стрелков. Стали осваивать полеты ночью и в облаках, а это потребовало совершенствования навигационного оснащения. Учились отыскивать малоразмерные цели, ориентироваться с высоты. Усовершенствовалась тактика. Очень много финская война дала для освоения боевых действий в зимних условиях. Наземный состав получил хорошую практику работы зимой на полевых аэродромах, освоил способы быстрой подготовки техники и ремонта повреждений.
Мина МАВ-1, вытраленная финнами
Накопленный опыт сказался в проводившихся в 1940-41 годах программах модернизации парка дальних бомбардировщиков. Выпуск модификации ДБ-3Б уже практически прекратился, но вплоть до начала Великой Отечественной войны вносились усовершенствования в находившиеся в частях машины.
Продолжалась модернизация стрелкового вооружения ДБ-3. Новые турели либо монтировались непосредственно в частях заводскими бригадами, либо самолеты временно отправлялись для этой цели на авиазаводы. Так, к марту 1941 г. на заводе № 18 поставили МВ-3 на 43 бомбардировщика, МВ-2 — на 12.
На предприятиях модернизацией вооружения обычно не ограничивались. Одновременно ставили бронеспинки, систему нейтрального газа, сетки и поворотные заглушки на всасывающих патрубках карбюраторов (их часто забивало снегом), кислородное оборудование и разъем СПУ для четвертого члена экипажа, лобовые жалюзи, усовершенствованные бомбовые прицелы ОПБ-2М. Около 50 самолетов с моторами М-86 были переделаны под М-87. Сравнительно небольшое количество ДБ-3Б получило автопилоты, радиополукомпасы РПК-2 «Чайка», «эхолоты» (радиовысотомеры) и системы слепой посадки «Ночь-1». В ходе модернизации на некоторых машинах монтировались также антиобледенители винтов и двухтормозные колеса от ДБ-3Ф. Все эти усовершенствования внедрялись в самых разнообразных сочетаниях, что серьезно затрудняет идентификацию принадлежности машины к какой-то определенной серии по фотографиям. Как правило, завод при модернизации исходил просто из наличия тех или иных узлов и агрегатов, большинство из которых являлись тогда дефицитными.
Процесс совершенствования коснулся даже небольшого числа самых старых машин, изготовленных в начале 1938 г. и находившихся в учебных частях. На них меняли М-85 на М-87 и кольцевые маслорадиаторы на сотовые.
Опыт финской войны привел также к некоторой переоценке требований к так называемой «большой модернизации» ДБ-3, приведшей к появлению модификации ДБ-3Ф.