Параллельно с ДБ-А, бригадой В.М. Петлякова под руководством А.Н. Туполева был спроектирован тяжёлый бомбардировщик АНТ-42. По всем своим параметрам эта машина намного превосходила ДБ-А, и государственные испытания АНТ-42 в конце 1937 г. поставили крест на проекте ДБ-А. Отрицательную роль в в судьбе самолёта также сыграла катастрофа головного ДБ-А, под командованием Сигизмунда Леваневского пропавшего над ледяными просторами Арктики в августе 1937 г. Завод успел построить всего пять машин, когда программу свернули. Все самолёты были отправлены на Дальний Восток для демонстрации «мускулов» в перед Японией.
В том же году завод утвержден как завод союзного значения, имеющий свой устав, с присвоением ему имени Серго Орджоникидзе, подчинением Народному Комиссариату Оборонной промышленности. Производственные цеха, в основном, размещались под одной крышей в главном корпусе завода за исключением кузницы и литейки, расположенных в отдельных павильонах. Кроме того, в ведении завода были районная ТЭЦ мощностью 50 тысяч киловатт и общегородской водозабор, с водопроводом длиной 14 км, построенные одновременно с заводом.
В мае 1938 года положительные результаты испытаний АНТ-42 стали известны руководству ВВС и авиапромышленности. Главный конструктор И.Ф. Незваль был вызван к Наркому авиапромышленности М. М. Кагановичу. Было сообщено о решении правительства о развертывании строительства АНТ-42 на заводе № 124 в Казани и о назначении его главным конструктором этого завода. На то время «отцы» этой машины А.Н. Туполев и В.М. Петляков были арестованы. Вместе с Незвалем должна была выехать группа опытных инженеров-конструкторов. Руководство казанского авиазавода делало большую ставку на этих инженеров, надеясь под их руководством «натаскать» своих конструкторов. Отсутствие опытных инженерных кадров — тяжелейшая проблема у руководства завода. Даже хронические срывы поставок комплектующих изделий не так нервировало, как сказанное выше. В самый последний момент выяснилось, что московские конструкторы наотрез отказались ехать в Казань. Никакие уговоры, увещевания и угрозы не смогли сломить этих людей, а ведь это был тридцать восьмой год! Тогда в наркомате придумали хитрый ход — конструктор едет на один год по контракту и, если в течение его готовит себе замену из числа местного инженерно-технического состава — уезжает обратно в Москву. Только после этого группа выехала в Казань. Такое сотрудничество позволило в конце того же года построить первый казанский ТБ-7 (после ареста А.Н. Туполева, аббревиатура АНТ не применялась).
В начале 1939 г завод продолжал вести сборку серийных машин. Гром грянул, когда из Москвы пришел приказ о снятии бомбардировщика ТБ-7 с производства, а освободившиеся площади перепрофилировать под выпуск транспортного самолёта Ли-2. Всего 10 самолётов Ли-2 успел выпустить завод № 124, когда пришло очередное правительственное постановление, подписанное Сталиным, о возобновлении строительства бомбардировщиков ТБ-7 с дизелями М-30 и М-40. Так же завод обязали в кратчайшие сроки наладить выпуск пикирующего бомбардировщика Пе-2 конструктора В.М. Петлякова. Директор И.И. Штейнберг был отозван в Москву, на его место был назначен бывший Нарком Авиапромышленности М.М. Каганович.
С осени 1938 до конца 1939 года было собрано 12 бомбардировщиков ТБ-7, а к 22 июня 1941 г, завод построил 27 машин, их передали в 14 ТБАП, базирующийся под Киевом, в Борисполе. В апреле 1940 г. в этот полк с завода № 124 вылетела бригада под руководством ведущего инженера ЛИСа Я.С. Осокина.
По его словам была директива Кагановича с указанием ввести в строй все самолёты, «.. чтобы не было никаких претензий к заводу. За невыполнение задания — расстрел».
Самолёты после доводок и доработок были введены в строй. Для вывозки лётного состава в Борисполь прилетел знаменитый лётчик-испытатель В. Дацко. С Осокиным они вывезли весь лётный состав.
В конце 1940 г. с московского завода № 22 была получена техническая документация на Пе-2 и вскоре завод № 124 приступил к серийному выпуску пикировщиков. 1 мая 1941 г. был сдан представителям ВВС первый казанский Пе-2.
Вероломное нападение фашисткой Германии 22 июня 1941 года вошло в историю завода, как наимрачнейший день Советского народа, принесший с собой тягчайшие испытания всем трудящимся Советского Союза, в том числе и коллективу завода.
В тот же день М.М. Каганович собрал весь руководящий состав на экстренное заседание, где объявил о переходе завода на военное положение и на круглосуточный режим работы. Всем заводчанам в этот день стало ясно, что их продукция — боевые самолёты — теперь, как никогда, стали нужны Красной Армии. На состоявшихся летучих митингах и собраниях работники завода единодушно взяли обязательства выпускать самолёты в большем количестве, чем ранее.
Теперь обратимся к документам, отображающим хронику тех лет, но уже на московском авиационном заводе № 22. Там уже с начала 1941 г были прекращены отпуска всем отдыхающим, была увеличена программа по выпуску Пе-2, неограниченно применялись сверхурочные работы при режиме в три смены, расширялись производственные площади за счёт форсированного строительства, ликвидировались «мирные» производства. В апреле была начата генеральная реконструкция завода для увеличения его мощностей более, чем в полтора раза. В это время было положено начало организации филиалов завода № 2, 3, и 4.
Филиал № 2 (механические цеха и цех сборки лонжеронов) организовывался в Филях. Производительная площадь — 10 000 м'.
Филиал № 3 (механические цеха и цеха изготовления нормалей) располагался вблизи Сельскохозяйственной выставки. Производительная площадь — 6000 мг.
Филиал № 4 (производство фюзеляжей, мотогондол, капотов, коллекторов выхлопа и фонарей) располагался на станции «Лианозово» по Савеловской ж. д. в 30 км от Москвы. Общая площадь — 30000 мг.
Все филиалы имели самостоятельные управления со своими директорами.
Самолёт ПС-124 — первая большая машина завода № 124.
Начало Великой Отечественной войны помешало осуществлению этих грандиозных планов. В тот день на заводе прошли многочисленные митинги и собрания, на которых рабочие клялись в верности своей Коммунистической партии и вождю и обещали увеличить количество выпускаемых бомбардировщиков Пе-2. Директором завода И.А. Окуловым был объявлен приказ по заводу № 263 о переходе руководящего состава на казарменное положение. Отлучаться с завода можно было только с разрешения директора или его заместителя.
С 26 июня на всех участках производства началось применение сверхурочных работ в обязательном порядке по 3 часа на каждого работающего. После начала воздушных налётов фашистских самолётов на Москву, устанавливаются сирены воздушной тревоги, вводится полная светомаскировка, на крыши заводских зданий и на внешние стены наносится камуфляж. В ночь на 26 июля на завод был произведен массированный налёт. Ущерб был незначительный, но, к сожалению, были человеческие жертвы. 11 августа налёт повторился, он был ожесточеннее и точнее, были попадания бомб в корпуса завода и большие человеческие жертвы. В июле директором завода № 22 назначают Ю.Н. Карпова, гл. инженером С.М. Лещенко. В.А. Окулов назначен директором завода № 124 в Казани.
В конце сентября положение катастрофическое: немцы стоят под Москвой, воздушные налёты усиливаются, угроза разрушений промышленных предприятий становится очевидной.
2 октября 1941 г правительство принимает решение об эвакуации половины имеющегося станочного оборудования завода № 22 и половины людей в Казань на 124 завод.
12 октября было получено правительственное решение об эвакуации оставшейся части оборудования и его кадров.
16 октября завод подготавливают к взрыву и эвакуируют последних оставшихся.
Полная эвакуация закончилась 12 ноября, за это время было отправлено свыше 3000 двухосных вагонов и платформ разного рода заводского имущества. Вместе с отправкой на восток последнего вагона прекратилось существование московского завода № 22.