• увеличение огневой мощи наступательного вооружения за счет установки пушки ШВАК в дополнение к двум пулеметам БК;
• усиление оборонительного вооружения путем замены турельного ШКАСа штурмана на крупнокалиберный пулемет БТ;
• введение бронирования экипажа спереди и увеличение размеров задней броне-плиты штурмана;
• замена радиостанции РСИ-4 на другую, с большим радиусом действия;
• установка на часть машин фотоаппаратов для использования Пе-3 в качестве разведчика.

Однако все эти изменения невозможно было внедрить в серию немедленно, поэтому самолеты пошли в строевые части в том виде, в каком головной серийный Пе-3 проходил испытания. Всего в 1941 г. построили 196 Пе-3 (16 - в августе, 98 - в сентябре и 82 - в октябре). Кроме того, завод фактически изготовил еще один истребитель - тот самый первый опытный заводской № 391606, но во всех документах, относившихся к августу и сентябрю 1941 г., он проходил как «Пе-2 в варианте истребителя». В ноябре завод эвакуировался в Иркутск, поэтому вплоть до апреля 1942 г. выпуск Пе-3 прекратился.

Изучение возможностей Пе-3 для применения в качестве ночного истребителя производилось силами уральского отделения НИИ ВВС в конце августа - начале сентября 1941 г., а затем испытания продолжили в НИП АВ (научно-испытательном полигоне авиационного вооружения) ВВС. Летчик-испытатель полковник Степанчонок и штурман воентехник первого ранга Нос выполнили отстрел всех огневых точек машины и убедились, что пламя выстрелов от пулеметов сильно слепит экипаж:. Сетка прицела К8-Т подвижного пулемета штурмана становилась невидимой, и огонь приходилось вести, прицеливаясь по трассе. Специалисты по вооружению отреагировали на замечания быстро и установили на стволы пулеметов пламягасители. Повторные полеты показали, что явление ослепления ночью исчезло.

В ходе испытаний выявилась необходимость в ночных шторках на нижнее остекление кабины, без которых случайное попадание самолета в луч прожектора воспринималось как физический удар по глазам. Шторки были быстро разработаны и установлены. Затем на Пе-3 опробовали (впервые в СССР) ультрафиолетовое освещение IB кабине экипажа и фосфоресцирующие составы на шкалах приборов. Все нововведения были рекомендованы к внедрению в серийное производство.

В числе первых авиационных частей, получивших на вооружение дальние истребители Пе-3 в августе-сентябре 1941 г., были 40, 95 и 208-й авиационные полки. Как указывалось выше, головные серийные машины поступали в 95-й сбап полковника С.А. Пестова. К этому времени полк имел короткую, но вполне достойную «биографию». Сформированный в апреле 1940 г., 95-й сбап получил на вооружение бомбардировщики СБ 2М-103, но вскоре перевооружился на их пикирующий вариант - самолет Ар-2. В феврале-марте 1941 г. полк первым в ВВС Московского военного округа приступил к переучиванию на новейший пикирующий бомбардировщик Пе-2. Укомплектование производилось машинами 22-го и 39-го заводов. На воздушном параде в Москве, проводившемся 1 мая 1941 г., демонстрировались самолеты Пе-2 именно этого полка.

В начале мая в 95-м сбап начались войсковые испытания новейшего пикировщика. Оставшиеся два месяца перед войной были заполнены боевой учебой. Достаточно сказать, что 15 мая впервые производились ночные полеты на Пе-2, а на 22 июня (воскресенье) намечались соревнования по стрельбе из пулеметов ШКАС. Вместо соревнований полк подняли по боевой тревоге.

В момент нападения Германии на Советский Союз 95-й сбап базировался в глубине страны на аэродроме Калинин, поэтому он не испытал на себе тех сокрушительных ударов, которые обрушились на многие части приграничных военных округов в первые дни войны. Подготовка личного состава полка была в целом выше, чем у других частей, приступивших к освоению новых бомбардировщиков в мае-июне 1941 г. После выполнения нескольких разведывательных полетов, 6 июля 95-й сбап отправился на фронт, войдя в состав ВВС Западного фронта. Обстановка там была тяжелой и потери оказались велики.

В августе 95-й сбап, лишившийся материальной части, был выведен в резерв на переформирование. Конец августа и почти весь сентябрь личный состав полка переучивался на новые самолеты-истребители Пе-3. Стрелки-радисты были откомандированы в другие части. Штурманы усиленно занимались радиоделом, ведь связь в полете стала теперь их заботой. Летчики полка задумывались над новой тактикой - истребительной. Кому-кому, а им, уже побывавшим в боях и вполне оценившим достоинства и недостатки «пешки» в борьбе с немецкими истребителями, было ясно, что рассчитывать на успех боевого применения Пе-3 можно лишь в тех случаях, когда объектами атак двухмоторных истребителей будут менее скоростные бомбардировщики и разведчики противника.

Предлагались различные способы боевого применения Пе-3 - от барражирования парами в качестве своеобразных наблюдательных пунктов, уничтожающих отдельные вражеские машины и немедленно вызывающих подкрепление в случае подхода крупных групп самолетов противника, до лидирования и наведения по радио одномоторных истребителей. В последнем случае легко просматривалось родство идеи с военно-морской концепцией корабля-лидера, возглавляющего атаку «легких сил». Морская терминология была принята в Германии, где такие самолеты назывались zerstorer («церштерер» - эсминец), и в Голландии, авиационные специалисты которой выдвинули концепцию «летающего легкого крейсера».

Приказом командующего ВВС от 25 сентября 1941 г. 95-й сбап был преобразован в истребительный авиационный полк (иап). Тем же приказом его включили в состав 6-го истребительного авиакорпуса ПВО, прикрывавшего Москву. Спустя несколько дней шестерка Пе-3 под командованием капитана А. Жатькова вылетела на первое боевое задание в новой роли истребителей сопровождения. Группа прикрывала на маршруте транспортные С-47 английской военной делегации, направлявшейся из Вологды в Москву. Двухмоторные истребители отбили три попытки немцев атаковать самолеты делегации и без потерь вернулись на свой аэродром.

Счет боевым успехам Пе-3 открыл 3 октября летчик 95-го иап старший лейтенант Фортовов, который одержал победу над немецким бомбардировщиком Ju 88. В тот же день еще один Ju88 был атакован и подожжен лейтенантом Куликовым. А уже 5 октября в полк пришла и первая боевая потеря - не вернулся из полета экипаж старшего лейтенанта Фортовова. Он, по свидетельству ведомого, заметил одиночный вражеский самолет, бросился на перехват и исчез из виду. Обстоятельства гибели самолета и экипажа остались неизвестными.

С начала октября самолеты 95-го иап стали привлекать к нанесению ударов по наземным объектам. Так, 4 октября эскадрилья майора А. Сачкова бомбила и штурмовала крупную колонну немецкой бронетехники и автомобилей. Всего было сброшено

40 авиабомб ФАБ-50 и ФАБ-100, после чего цель обстреляли из пулеметов. Летчики отметили прямые попадания в танки и автомобили, в колонне возникли пожары. На обратном пути эскадрилью догнали немецкие истребители Bf 109. В воздушном бою каждая из сторон заявила об одной победе. Еще один Пе-3 был разбит при посадке раненым летчиком.

28 ноября экипажи старшего лейтенанта Л. Пузанова и лейтенанта В. Стрельцова вылетели на прикрытие железнодорожного узла Александров. Им удалось перехватить три немецких бомбардировщика Ju88, пытавшихся пробиться к станции, используя облачность. Встретившись в воздухе с советскими истребителями, немцы бросились врассыпную. Пузанов быстро поразил одного «юнкерса». Стрельцов решительно атаковал второго и со второй атаки зажег мотор Ju 88. Лейтенант преследовал и добил неприятельский самолет, но пилот Пе-3 сам получил ранение, а осколками стекла, разбитого пулей «юнкерса», Стрельцову повредило глаз. Пользуясь подсказками штурмана, летчик сумел привести истребитель на аэродром и посадить его. Уже на пробеге Стрельцов потерял сознание.

В ноябре 1941 г. командиром 95-го иап назначили майора А.В.Жатькова. Под его руководством осенью на нескольких «тройках» установили в носовой части фюзеляжа пушку ШВАК и заменили пулемет штурмана ШКАС на крупнокалиберный БТ. Часть самолетов оснастили реактивными орудиями РО-82 (по 8 штук), а на некоторые, кроме того, смонтировали еще по два РО-132. Стрелять можно было сериями залпов по 2 или 4 реактивных снаряда. Около 10 машин доработали, установив на них аэрофотоаппараты АФА-Б. Пе-3 несли напряженную боевую службу в системе ПВО Москвы вплоть до марта 1942 г. Любопытно, что воду из радиаторов не сливали даже в самые морозные ночи, поскольку полк считался истребительным, и команда «на взлет» могла поступить в любую минуту. И все же главной задачей 95-го иап в декабре-январе оказалась бомбардировка немецких войск. Только за эти два месяца самолеты полка сбросили на головы врага более полутора тысяч бомб. Кроме того, нередко часть привлекалась для ведения авиационной разведки.

Приказом Наркома обороны от 1 марта 1942 г. 95-й иап был передан в состав ВВС Северного флота. 5 марта большая группа летчиков и штурманов полка получила ордена (в том числе командир полка майор А. Жатьков и его штурман капитан Н. Морозов - ордена Ленина). Спустя еще два дня полк вылетел на Север.

С первого дня войны вооруженный самолетами СБ 208-й сбап оказался в самой гуще сражений. Накал боев оказался столь велик, что к концу июля шестиэскадриль-ный полк (одна из эскадрилий уже после начала войны была укомплектована командирами из академии командно-штурманского состава) потерял 55 самолетов и 38 экипажей. В соответствии с приказом Командующего ВВС от 4 августа 1941 г. на основе полка были созданы три, но уменьшенного двухэскадрилъного состава (по 20 самолетов в полку). Один из них, сохранивший прежнее наименование, приступил к переучиванию на истребители Пе-3.

С 15 октября 208-й сбап под командованием майора Коломейцева приступил к ведению боевых действий в составе 6-го иак. Задачей полка было, главным образом, прикрытие железнодорожных станций и мест погрузки-выгрузки войск в районе Москвы. Кроме того, он привлекался и к нанесению бомбо-штурмовых ударов. Всего за три месяца боев самолеты 208-го сбап (его наименование не менялось, в отличие от 95-го полка) совершили 683 боевых вылета, уничтожив (по докладам экипажей) 34 танка, 212 автомашин, 6 железнодорожных эшелонов и 33 самолета противника. Собственные безвозвратные потери составили 10 Пе-3, в сражениях погибли 12 летчиков и 9 штурманов. За участие в обороне Москвы полк получил благодарность от командующего Западным фронтом генерала армии Г. К. Жукова.

В связи с острой нехваткой самолетов Пе-3 (московский авиазавод № 39 эвакуировался в Иркутск и временно прекратил выпуск двухмоторных истребителей) командир 6-го авиакорпуса полковник А.И.Митенков приказал передать оставшиеся в 208-м полку 12 самолетов в 95-й иап. 19 января 1942 г. 208-й сбап убыл с фронта для переучивания на штурмовики Ил-2.

Вооруженный первоначально бомбардировщиками СБ 40-й сбап, воевавший с первого дня войны, начал перевооружение на Пе-2 и Пе-3 в сентябре 1941 г. В том же месяце полк прошел переформирование, выделив из своего состава «40-А» сбап, впоследствии 511-й ббап. В период с 22 по 24 сентября самолеты 40-го сбап нанесли ряд массированных ударов по железнодорожному узлу Старая Руса и вывели его из строя на неделю. Три полко-вылета 27 и 28 сентября на бомбардировку станции Ро-славль приостановили движение немецких эшелонов на два - три дня. В числе наиболее заметных успехов полка стоит отметить разрушенный мост через реку Угра в районе Юхнова (командир эскадрильи капитан А.Г. Рогов получил за него звание Героя Советского Союза) и поврежденный мост через Волгу в районе Калинина, что затруднило маневр германских танковых соединений. Цена, которую заплатил полк, также оказалась немалой: 6 октября 1941 г. не вернулись на свои аэродромы 5 экипажей Пе-3, 8 октября пропал без вести в районе Юхнова-Медыни комэск А.Г. Рогов, а четыре дня спустя - второй комэск капитан В.Б. Малофеев.

В период битвы под Москвой полк, вооруженный преимущественно Пе-3, использовался для нанесения бомбовых ударов и разведки. Он выполнил 365 самолето-вылетов и сбросил на врага 218 тонн бомб. 15 декабря 1941 г. полк был преобразован из скоростного бомбардировочного в авиационный полк разведчиков Главного Командования Красной Армии (40-й апр ГК КА), а позднее он получил более привычное наименование - 40-й дальний разведывательный авиационный полк (драп). Экипажи проходили переучивание, не выходя из боев. Теперь они стали «глазами» Ставки Верховного Главнокомандования и вели стратегическую разведку на широком фронте от предгорьев Кавказа до Калинина.

Самолеты полка регулярно появлялись над крупнейшими немецкими аэродромами Сеща, Олсуфьево, Брянск и Орел, отслеживали движение железнодорожных эшелонов в глубине оккупированной территории. В период подготовки операции на окружение 6-й немецкой армии в районе Сталинграда полк участвовал в фотографировании оборонительных позиций немецких, румынских и итальянских войск, в результате чего была разработана единая фотокарта всего района, предназначенная для высшего военного руководства.

Личный состав полка выполнил ряд доработок на своих машинах в интересах повышения их обороноспособности и дальности полета. Так, на фюзеляжах «пешек» монтировали пару реактивных орудий РО-82 для стрельбы назад. Часть Пе-3 оснастили качающимися установками для аэрофотоаппаратов АФА-1, а в хвостовой части мотогондол на месте бомбоотсеков разместили дополнительные бензобаки. По состоянию на 1 января 1943 г. полк располагал 11 самолетами Пе-3, что составляло 38 % от боевого состава. Впоследствии в полку постепенно стала увеличиваться доля самолетов А-20В «Бостон», а численность Пе-3 уменьшилось до трех-четырех единиц.

Еще одной частью, получившей осенью 1941 г. истребители Пе-3, являлся 9-й ббап. Войну он начал на аэродроме Паневежис в Прибалтике. Всего за 4 дня боев в результате неоднократных ударов немецкой авиации по аэродрому базирования и атак немецких истребителей в воздухе полк потерял почти все свои бомбардировщики СБ, после чего он был выведен в резерв. В июле-августе личный состав части прошел переучивание на пикирующие бомбардировщики Пе-2. Тогда же полк перешел на новый штат (20 самолетов и экипажей), выделив из своего состава полк «9-А» (впоследствии 723-й ббап). В сентябре 1941 г. 9-й ббап получил на вооружение дальние истребители Пе-3, но наименование его не изменилось. В период с октября 1941 по февраль 1942 г. часть базировалась на Центральном аэродроме в Москве. Командовал полком майор В. Лукин.

Большую часть боевых вылетов в октябре-ноябре 1941 г. самолеты 9-го ббап выполнили для нанесения бомбо-штурмовых ударов по наступающим немецким войскам. Другой важной задачей стало прикрытие участков железной дороги Москва-Загорск и Москва-Дмитров. За период с октября 1941 по февраль 1942г. экипажи полка заявили об 11 сбитых вражеских самолетах, включая шесть Bf 109. За эти же 5 месяцев дальние истребители 9-го ббап выполнили 130 боевых вылетов на разведку.

В конце ноября 1941 г. полк подчинили непосредственно Главному штабу ВВС КА и возложили на него выполнение особых задач. Важнейшей из них стало лидирование направляемых на фронт групп истребителей и штурмовиков, летчики которых имели недостаточную навигационную подготовку. Более двух тысяч боевых самолетов различных типов буквально «привели за руку» на фронтовые аэродромы базирования «пешки» из 9-го ббап.

Наиболее подготовленные экипажи полка привлекались к решению другой особо важной задачи - сопровождению правительственных самолетов. За три неполных месяца полк совершил для этой цели 95 самолето-вылетов. Не все они окончились благополучно. Зима выдалась ранняя, и полеты нередко проходили в сложных метеоусловиях. 21 ноября 1941 г. командир полка майор Лукин, лично возглавивший шестерку Пе-3, сопровождал самолет С-47, на котором летели маршал С.М. Тимошенко и член Политбюро ЦК ВКП(б) Н.С. Хрущев. В условиях сильной облачности самолеты шли плотной группой. В очередной раз выскочив из облака, Лукин увидел прямо перед собой хвост охраняемого «Дугласа» и отвернул влево. В результате резкого маневра его самолет столкнулся с машиной ведомого и разбился. Лукин и его штурман погибли, экипаж второго самолета спасся на парашютах.

В конце декабря 1941 г. двухмоторные истребители Пе-3 из 9-го ббап были доработаны: в носовой части фюзеляжа установили пушку ШВАК, а на турели штурмана - крупнокалиберный пулемет БТ. Почти всю работу выполнил самостоятельно личный состав инженерно-авиационной службы полка, и в новый 1942 г. полк вступил, располагая существенно большими возможностями.

В ходе полета на лидирование 5 июля 1942 г. эскадрильи истребителей ЛаГГ-3 самолет Пе-3 капитана К. Данилкина был атакован 14 немецкими истребителями неподалеку от Воронежа. Бой разгорелся в районе аэродрома посадки, когда у истребителей ЛаГГ-3 практически не осталось топлива, да и пилотировали их неопытные новички, что поставило нашу группу в невыгодное положение. Немецкие пилоты все внимание сосредоточили на самолете-лидере, решив, что на борту его находится какая-то важная персона. Штурман К. Мантуров из турельного пулемета стрелял достаточно метко, поразив два «мессера». Еще в одного попал очередями носовой установки Данилкин, когда их Пе-3 уже горел. Пулемет штурмана замолчал, после чего немецкие истребители в упор расстреляли машину; самолет капитана Данилкина взорвался в воздухе. Он оказался единственным Пе-3, потерянным 9-м ббап в воздушном бою за 8 месяцев пребывания на фронте. Еще две «пешки» сбила зенитная артиллерия, один не вернулся с боевого задания, а пятая машина была потеряна при налете вражеской авиации на аэродром Грабцево. В авариях и катастрофах полк потерял еще четыре Пе-3.

511-й ббап сформировали в середине сентября 1941 г. на базе разделившегося пополам 40-го сбап. Командиром полка назначили капитана А. Бабанова. В сентябре 511-й ббап укомплектовали двумя десятками новеньких Пе-3, а 10 октября он начал боевую работу в составе ВВС Западного фронта. В ходе отражения немецкого наступления на Москву, а впоследствии и в контрнаступлении полк применялся в основном для нанесения бомбо-штурмовых ударов. Базируясь на аэродроме в Ногинске, 511-й ббап за три месяца совершил более 320 боевых вылетов и по докладам экипажей уничтожил свыше 30 танков, 8 самолетов на аэродромах, 4 железнодорожных эшелона и до 30 орудий. Немцы недосчитались более 200 автомашин с имуществом, боеприпасами и личным составом.

Но и потери оказались значительными: к маю 1942 г. в строю осталось всего 7 машин, из них только 4 исправных. 16 и 18 марта экипажи лейтенанта Г. Потапочкина и

Л. Древятникова были сбиты после выполнения боевого задания в районе своего аэродрома немецким «охотником» - истребителем BfllOC. Впоследствии 511-й ббап был перевооружен на самолеты Пе-2 «разведчик» и преобразован в отдельный разведывательный авиаполк (орап).

В конце октября 1941 г. к боевым действиям на Западном фронте приступила еще одна авиачасть, вооруженная дальними истребителями Пе-3. Ею стал 54-й Краснознаменный скоростной бомбардировочный полк. Как и для ряда других полков, это было уже вторым появлением 54-го сбап на фронтах Великой Отечественной войны. 22 июня 1941 г. полк базировался на аэродроме в районе Вильнюса и при внезапном ударе немецкой авиации потерял более половины машин на земле. К 14 июля в ожесточенных воздушных боях погибли почти все оставшиеся СБ, после чего полк был выведен из боев, получил новую технику и прошел переподготовку к полетам на Пе-3.

В ходе Московской оборонительной и контрнаступательной операций полк под командованием майора Скибо совершил около 400 боевых вылетов, уничтожая противника в районах Клина, Солнечногорска, Истры и Волоколамска. По боевым донесениям, в этот период полк уничтожил 33 танка, до 780 автомашин, 35 вагонов, 2 склада с боеприпасами. В воздушных боях было сбито 6 самолетов противника. Собственные потери составили 11 самолетов. 18 января 1942 г. четверка Пе-3 из 54-го сбап атаковала аэродром Вельская. На стоянки немецких самолетов было сброшено 16 авиабомб калибра 100 кг. На отходе от цели четверку атаковали самолеты Hel 13 (на самом деле - Bf 109F из JG51). Огнем штурманов один самолет противника был подбит, а второй, не рассчитав маневра, врезался в хвост ведущего Пе-3 капитана Карабутова и потерял крыло. Сильно поврежденный Пе-3 все же дотянул до аэродрома в Туле, а немецкий летчик попал в плен.

Самолеты 511-го ббап и 54-го сбап, в отличие от машин 9-го ббап и 95-го иап, по-видимому, не дорабатывались и не довооружались пушками. Об этом можно судить по типу израсходованных боеприпасов. В середине января 1942 г. 54-й сбап базировался в районе Калуги. Их аэродром был вскрыт немецкой разведывательной авиацией и подвергнут налету 27 января. Наиболее серьезный урон часть понесла в ночь на 2 февраля, когда к летному полю неожиданно приблизились около двух десятков тяжелых истребителей Bf 110 с приглушенными моторами. Утром налет был повторен, а следующим вечером аэродром бомбили несколько Ju 88. В результате потери составили 7 самолетов, из которых 3 сгорели. После этого удара полк остался почти без самолетов. Уцелевшие машины в середине февраля передали в 511-й ббап, а личный состав 54-го авиаполка вывели в резерв. В мае 1942 г. оставшиеся экипажи отправились в 9-й запасной авиаполк, где прошли переподготовку и в дальнейшем летали на самолетах Пе-2.

Помимо указанных выше частей, самолеты Пе-3 поступали на вооружение 1, 2, и 4-го авиационных полков разведчиков Главного Командования КА, 65-го полка авиации ВМФ, а также в некоторые отдельные разведывательные авиаэскадрильи.