«Ложкой дегтя» оказались многочисленные неприятности с моторами М-89. Тряска силовых установок, стружка в масле и другие дефекты постоянно задерживали ход испытаний. В качестве недостатков отмечались также большие усилия на ручке управления при посадке, неудовлетворительный обзор, особенно вниз - в стороны из-за больших мотогондол. Приболев мощных двигателях максимальная ско- -ростькаку земли, так и на высоте 7100 м оказалась меньше, чем у ОКО-6бис -соответственно 460 и 580 км/ч (расчетная на высоте 7000 м- 607 км/ч ). Главным образом это объяснялось худшим производственным исполнением самолета Та-3, возросшей полетной массой, увеличением площади вертикального оперения и наличием антенной мачты.
Для облегчения машины с пушек сняли систему автоматической перезарядки. В качестве альтернативной схемы вооружения рассматривался вариант с двумя пулеметами ШКАС, двумя пушками ШВАК и одной 37-мм пушкой ШФК (Таубин к тому времени был репрессирован, и от оружия «врага народа» пришлось отказаться).
Заключение по летным испытаниям Та-3 в ЛИИ НКАП было положительным: «Рекомендовать Та-3 к серийному выпуску… с основным назначением -истребитель самолетов и танков».
Фюзеляжная пушечная батарея Та-3
| Та-3 | Пе-3 | Bf-110 С-2 | «Москито» F.II | |
| Длина, м | 9,827 | 12,665 | 12.1 | 13,01 |
| Размах, м | 12,658 | 17,13 | 16,2 1 | 6.47 |
| Высота, м | 3,992 | 3,925 | 3,5 | 3,74 |
| Площадь крыла, м2 | 25,5 | 40,5 | 38,5 | 40.55 |
| Скорость макс, у земли, км/ч | 460* | 450 | 465 | 472 |
| Скорость макс, на высоте, км/ч | 580* | 535 | 530 | 608 |
| Расчетная высота, м | 7050 | 4950 | 6000 | 6600 |
| Потолок, м | 10400 | 8800 | 10000 | 9300 |
| Дальность полета, км | 1060 | 2050 | 910 | 2100 |
| Тип моторов | М-89 | М-105Р | DB-601A | MerlinXXI |
| Взлетная мощность, л.с. | 1300 | 1020 | - | 1280 |
| Номин. мощность, л.с. | 1250 | 1050 | 1100 | 1480 |
| Масса пустого, кг | 4738 | 5730 | 5200 | - |
| Норм, взлетная масса, кг | 6050 | 7860 | 6750 | 8380 |
* Данные получены при ненадежной работе моторов
В самый разгар испытаний началась война. Уже через месяц требования ВВС к двухмоторному истребителю изменились. Дальность полета Та-3, составлявшая 1060 км при скорости 442 км/ч , считалась уже недостаточной, и ее рекомендовали увеличить примерно вдвое. Серийное производство самолета вновь отложили.
В качестве двухмоторного истребителя в ВВС РККА применялся Пе-3. Но что это был за истребитель! На первых вариантах «пешки» наступательное вооружение состояло всего из двух 12,7-мм пулеметов БК конструкции М.Е.Березина и одного ШКАСа, а бронирование спереди отсутствовало. По скорости и вооружению Пе-3 уступал немецким истребителям ВН09Е, а по маневренности -даже бомбардировщику Ли 88. Командир 95-го ИАП полковник С.А.Пестов с горечью писал: «…полка не хватит и на две атаки». Как здесь пригодился бы скоростной и хорошо бронированный Та-3 с мощной батареей из четырех ШВАКов! Увы, ему не суждено было стать серийным.