В-25 применялся у нас и как дальний разведчик. Впервые его в этом качестве опробовали в 747-м полку в июне 1942 г., а позже их начали поставлять в специальные полки дальней разведки. Первые три самолета этого типа поступили в 4-й и 40-й полки в ноябре 1942 г. Впоследствии по нескольку машин такого типа имели различные разведывательные полки и эскадрильи ВВС и морской авиации. Сочетание мощного оборонительного вооружения и прекрасного приборного оборудования «Митчелла» позволяло выполнять полеты и днем, и ночью. Использовались для ведения разведки и В-25 из частей АДД. В апреле 1943 г. Герой Советского Союза В. Драгомирецкий из 14-го гвардейского полка ночью, с применением осветительных бомб, снял мост через Десну, а в мае таким же способом — железнодорожный узел в Орле.
Вполне естественно, что эти самолеты имелись и в учебных частях, таких как учебный полк Военно-воздушной академии и 1-я высшая офицерская школа ночных экипажей АДД.
Один из «Митчеллов» попал в СССР в апреле 1942 г. не совсем обычным путем. Это была машина того самого капитана Йорка, который когда-то радушно принимал в своей эскадрилье советских летчиков. Он участвовал в знаменитом рейде Дулиттла на Токио. Йорк не полетел в Китай, а сел под Владивостоком. Самолет изучался летчиками ВВС Тихоокеанского флота и облетывался ими. Из Унашей, где он приземлился, его перегнали на аэродром Семеновка, а затем, по приказу командования — в Москву, в 65-й авиаполк особого назначения.
Осенью 1943 г. по АЛСИБу из США прибыло несколько самолетов типа B-25G. Поскольку все «Митчеллы» тогда концентрировались в АДД, то и эти машины передали туда же. Два первых B-25G попали в 15-й гвардейский полк. Первым на самолете этого типа поднялся в воздух подполковник В.А. Гордиловский. Войсковые испытания проводил экипаж А.В. Дудакова. Он сделал три дневных вылета на полигон, а затем провел ночные стрельбы (цель обозначалась кострами). Оказалось, что в темноте пушечный выстрел ослепляет летчика.
Один из двух самолетов (с тем же экипажем Дудакова) применялся на фронте. В первом же боевом вылете 9 октября им были уничтожены два железнодорожных эшелона на перегоне Мозырь — Гомель. Стреляли из пушки, неподвижных носовых пулеметов и развернутой вперед башни. Всего Дудаков сделал три боевых полета на B-25G, включая штурмовку аэродрома.
Однако по результатам испытаний B-25G сочли для АДД непригодным. Решили, что отсутствие носовой штурманской кабины неудобно, перезарядка пушки слишком длительна и опасна (на испытаниях ранило затвором заместителя главного инженера корпуса), сдвиг центровки самолета вперед ухудшил управляемость.
Поступившие самолеты передали авиации флота. Все они попали в разведывательные полки. Два штурмовика из 15-го гвардейского полка перешли в 118-й разведывательный полк ВВС Северного флота. Из крупнокалиберной пушки в боевой обстановке, похоже, морские летчики стреляли всего один раз: экипаж майора Наконечного из 118-го полка 25 апреля 1945 г. атаковал немецкую подводную лодку, сделав несколько выстрелов из пушки и сбросив глубинные бомбы. На поверхности появились обломки и масляное пятно. Субмарина, по советским данным, считается поврежденной, экипаж получил ордена и медали. Немцы потерю лодки не признают.
Еще два B-25G позже вошли в состав 15-го разведывательного полка на Балтике. Их первые боевые вылеты относятся к ноябрю 1944 г.
На Тихом океане В-25 появились в конце 1944 г. Один самолет числился за 14-м смешанным авиаотрядом, базировавшимся на аэродроме Вторая речка, другой — за управлением 2-й минно-торпедной дивизии. Машина из 14-го отряда затем перешла в 50-й разведывательный полк, на ней летал командир полка майор И.В. Сидин. Всего военно-морской флот официально получил восемь В-25.
Американские бомбардировщики успешно провоевали у нас до самого окончания боевых действий. На 1 мая 1945 г. в составе советских ВВС имелось 552 таких самолета, в том числе 398 — на фронте. Еще 98 машин базировались во внутренних военных округах, а 56 находились в пути к месту назначения. Общие потери В-25 в нашей стране за годы войны составили 201 бомбардировщик.
«Митчеллы» приняли участие в последних боевых операциях советских войск против Германии, в частности, во взятии Берлина. 16 апреля 1945 г. подполковник Гордиловский, командир 250-го полка, сбросив связку разноцветных осветительных бомб, подал сигнал к штурму Зееловских высот под Берлином.
9 мая 1945 г. В-25 участвовали в праздничной иллюминации Москвы, расцвечивая небо ракетами. Столица праздновала победу.