Поступление дизельных самолетов в 14-й ТБАП началось весной 1941 г. Именно тогда выяснилось, что с практической эксплуатацией ТБ-7 далеко не все в порядке. Из двенадцати ранее поставленных ТБ-7 один самолет (№ 4216) потерпел катастрофу в декабре 1940 г., еще одну машину значительно повредили при аварии. Оставшиеся 10 бомбардировщиков всю зиму простояли на аэродроме и не летали, поэтому требовали проведения работ по восстановлению летной годности, а экипажам было необходимо возобновить летные навыки. Из Казани на Украину выслали заводскую бригаду, которая довела самолеты до летного состояния. Вывозкой пилотов на аэродроме Белая Церковь занялся летчик-испытатель В. Дацко, который участвовал в полетах еще первых опытных АНТ-42.
Вступившие в бойК началу боевых действий летом 1941 г. переобучение 2-й эскадрильи 14-го ТБАП 18-й авиадивизии, в основном, завершилось. Промышленность к тому периоду довела общее количество построенных ТБ-7 до 27 экземпляров. Из них 2 машины потеряли в конце 1940 г., 2 оставались в Казани, еще 2 с дизелями М-30 проходили испытания в НИИ ВВС. Неустановленное количество самолетов считалось принятым, но в боевом строю они не числились. Согласно сведениям Министерства обороны СССР, в июне 1941 г. в 14-м ТБАП находилось всего 9 ТБ-7, из них 4 неисправных.
Как бы то ни было, принять участие в боевых действиях в первые дни немецкого нападения ТБ-7 не удалось. Рассредоточенные на аэродромах Борисполь и Белая Церковь бомбардировщики сами подверглись авиаударам, некоторые были повреждены, отдельные машины безвозвратно потеряны. В эти тяжелые дни в судьбе самолета произошел крутой поворот. ТБ-7 наряду с другим новым бомбардировщиком Ер-2 предстояло войти в боевой состав вновь формируемой 81-й авиадивизии. Командиром ее назначили известного полярного летчика Героя Советского Союза комбрига М.В. Водопьянова.
Водопьянов с интересом присматривался к четырехмоторному ТБ-7. Много и успешно полетав на тяжелых АНТ-6 в Арктике, он прекрасно осознавал все достоинства и преимущества нового самолета. После того, как Водопьянов побывал в качестве боевого летчика на советско-финской войне, он загорелся идеей высокоэффективного использования тяжелых четырехмоторных бомбардировщиков. В марте 1941 г. Водопьянов обратился с письмом к Сталину, предлагая создать специальное соединение, вооруженное сотней ТБ-7. В качестве аргумента в защиту своего предложения он приводил то обстоятельство, что для доставки одного и того же груза бомб количество двигателей на двухмоторных бомбардировщиках будет больше, а следовательно, и больше будет потрачено авиатоплива. Соответственно, экономился и суммарный ресурс авиадвигателей.
Весной 1941 г. на обращение Водопьянова реакции не последовало, однако, наверняка, какие-то соображения в голове у вождя отложились. С началом войны Водопьянов прибыл в Кремль с просьбой отправить его на фронт и получил приказание сформировать специальную бомбардировочную авиадивизию дальнего действия на новой технике – самолетах ТБ-7 и Ер-2. 29 июня началось формирование двух бомбардировочных полков, которые должны были составить новую, 81-ю авиадивизию. Местом базирования 412-го ТБАП (позднее его переименовали в 432-й ДБАП) на ТБ-7 была поначалу определена Казань. Самолеты пришлось собирать отовсюду. Командир полка В.И. Лебедев вылетел на Украину где на аэродроме под Полтавой были обнаружены 8 ТБ-7. Поиски на других ближайших аэродромах позволили довести общее количество до 13 машин. Несколько бомбардировщиков находилось в районе Москвы – в НИИ ВВС и ЛИИ, некоторые стоял»- на аэродроме авиазавода № 124. Одновременно в Казань начал прибывать летный и технический состав, в значительной степени набранный из ГВФ и Полярной авиации, имевший значительный опыт полетов в сложных метеоусловиях. В очередной раз началось освоение самолетов, а завод вновь занялся доведением их до боевого состояния.
ТБ-7 с двумя подвешенными выливными приборами ВАП-1000
Основная забота касалась увеличения огневой мощи оборонительных установок. Для решения многочисленных проблем перевооружения из Москвы прибыли конструкторы-вооруженцы Г.М. Можаровский, И.В. Веневидов и И.П. Шебанов. У них оказался задел пушечных установок, который оружейники привезли с собой. На части машин кормовые установки с пулеметами ШКАС заменили на пушечные ТАТ и КЭБ-42. В шассийных установках ШКАСы заменили на крупнокалиберные 12,7-мм пулеметы БТ. Одновременно велись ремонт и дооборудование поврежденных машин. В частности, были установлены бронеспинки на пилотских сиденьях.