Совершенно оригинальной была защита задней полусферы, которую обеспечивали почти полностью застекленные средние и кормовые установки. Две средние установки были смонтированы на вертикальных турельных кольцах. Каждая из них могла поворачиваться в свою сторону на 180° вокруг продольной оси фюзеляжа. Перемещались они вручную с помощью рычагов управления, а облегчить эту работу были призваны небольшие крылышки, названные «аэродинамическими двигателями». Вдоль продольной оси каждый пулемет перемещался по направляющей. Вырез в остеклении под его ствол закрывался прозрачной шторкой, которая наматывалась или сматывалась с барабана по мере движения пулемета. Сразу за средними установками находились кормовые стрелковые точки, в которых размещалось еще по одному ШКАСу. Отстрелянные гильзы и звенья пулеметных лент собирались под полом кабин кормовых стрелков.
Постройку ДБ-ЛК, в основном, завершили к 1 сентября 1939 г. Для проведения испытаний самолет перевезли на аэродром НИИ ВВС в Чкаловскую, где его собрали, провели отработку управления и оборудования. В ноябре начались пробные руления и пробежки. Следует отметить, что еще в 1934-36 гг. схема «летающее крыло» вызывала у летчиков искренний интерес и даже любопытство. Однако проведенные испытания таких аппаратов, прежде всего самолетов К-12 Калинина и БИЧ-14 Черановского, удовлетворения не принесли, и интерес к «крылу» заметно снизился. ДБ-ЛК появился именно в период разочарований, поэтому не вызвал ни восторгов, ни удивления. Согласно воспоминаниям летчика-испытателя П.М. Стефановского, персонал испытательного института весьма скептически отнесся к появлению на летном поле самолета Беляева и окрестил его «курицей».
Назначенный ведущим летчиком по испытаниям ДБ-ЛК М.А. Нюхтиков довольно осторожно проводил первые рулежки. 14 ноября 1939 г. ДБ-ЛК опробовал начальник НИИ ВВС бригадный инженер А.И. Филин. Во время скоростной пробежки самолет выскочил на окраину полосы и на скорости 240 км/ч налетел на припорошенный снегом пенек. Дело было в том, что аэродром НИИ ВВС, спешно допущенный к эксплуатации в 1932 г., вскоре потребовалось расширять, и в 1939 г. заровняли окраинные ямы, спилили часть деревьев. Вот на один такой не убранный по осени пенек и налетел А.И. Филин. В результате происшествия левая стойка шасси и хвостовое колесо вместе с обтекателем оторвались, были смяты воздушные винты. Аварийная комиссия, расследовавшая инцидент, признала прочность шасси ДБ-ЛК недостаточной и обязала конструктора доработать самолет.
Досадная авария усилила позиции противников оригинального аппарата, однако работы по нему не свернули. Самолет отправили на завод, где его отремонтировали и кое-что улучшили в соответствии с рекомендациями летчиков. В начале 1940 г. ДБ-ЛК вновь вывезли на аэродром. Летчик Нюхтиков уже не только рулил, но и совершал подлеты. Во время одного из них регулируемый закрылок центроплана оказался неправильно установленным, и машина резко взмыла в небо почти вертикально. На земле все застыли в ужасе, ожидая сваливания на крыло. Однако в момент достижения критического угла атаки сработали автоматические предкрылки, самолет опустил нос и плавно коснулся земли.
Затягивание сроков первого вылета и нерешительность испытательной команды привели к тому, что в наркомате авиапромышленности встал вопрос о прекращении опытов с ДБ-ЛК. Долгое ожидание полноценных полетов нервировало Беляева, и 4 февраля 1940 г. он обратился к заместителю наркома А.С. Яковлеву с просьбой заменить Нюхтикова другим летчиком. Через неделю заместитель начальника 11 -го главного управления Леонтьев с тем же предложением обратился к начальнику НИИ ВВС Филину. Однако желающих облетать необычный самолет не находилось.
И тут ДБ-ЛК неожиданно полетел. 8 марта на аэродроме в Чкаповской шли плановые руления и подлеты. Управлял самолетом М.А. Нюхтиков, в правой кабине находился военный инженер Т.Т. Самарин. На третьем подлете ДБ-ЛК внезапно набрал высоту, сделал 2 круга и благополучно приземлился. «Виновник» события Михаил Александрович Нюхтиков так объяснил происшествие (текст приведен по стенограмме):«Отрулив в конец аэродрома, я произвел разбег, установил рули, как и прежде, по направлению и оторвался для подлета... Оторвался, стал сбавлять газ, чувствую, машина летучая... идет совершенно спокойно, садиться нужды нет. Когда я пошевелил рулями, машина на мои движения отвечала совершенно точно. Прикинул, посмотрел, на доворот не решился, так как не знаю, как машина ведет себя на довороте, поэтому решил на небольшом газу уйти. Прибавил газ и стал набирать высоту, следя все время за машиной, имея в виду, что если что-то неблагополучно, прямо сажать машину. Вижу, машина идет нормально, тогда развернулся назад, вывел, сбавил газ и стал подходить на газу, чтобы не разболтать машину. Заметил, что при медленном снижении машина начала вести себя лучше, спокойнее. При выравнивании машина опять стала более чуткой. С небольшим газом я подвел машину и сел. Вот и все, что случилось».