Советские ДБ-3. как из состава ВВС, так и морской авиации, активно использовались в ходе войны с Финляндией 1939 - 1940 г. Потери в бомбардировщиках были очень серьезными, причиной тому стала комбинация многих факторов: плохая профессиональная подготовка экипажем и технического состава, удачные действия финской ПВО, некомпетентность командного состава РККА, суровые природно-климатические условия.
На 22 июня 1941 г. в западных военных округах Советского Союза в составе полков АДД имелось 1122 самолета ДБ-3 и ДБ-3Ф, 906 из них боеготовые. Это составляло 84 % всего самолетного парка АДД. Большинство полков, вооруженных ДБ-3, дислоцировалось близко к границе, из-за чего они попали под первый удар люфтваффе.
Колпак турели МВ-3 открыт. Обычно здесь ставился пулемет ШКАС, но в данном случае пулемет снят. С середины 1942 г. вместо турели МВ-3 с пулеметом ШКАС устанавливали турели УТК-1 с пулеметами УБТ калибра 12,7 мм. На откидном колпаке смонтирован аэродинамический балансир.
Люковая установка ЛюМВ-2 с пулеметом ШКАС. Углы отклонения пулемета – +/- 30 град вправо и влево от продольной оси самолета и 90 град вши. Огонь из люковой установки вел стрелок-радист.
Хвостовая опора шасси самолета Ил-4. Щиток на стойки снижал вероятность попадания грязи и снега в хвостовую часть фюзеляжа. На поздних Ил-4 щиток не ставился.
Первые боевые вылеты дальние бомбардировщики осуществляли днем, без прикрытия истребителей и по объектам, расположенной во фронтовой полосе. Потери были огромными, если не чудовищными. В одном из полков, переброшенных на фронт в середине лета 1941 г. первый боевой вылет прошел вообще без потерь, но во втором была полностью выбита немецкими истребителями одна эскадрилья. Приказом от 3 июля высшее советское командование запретило использовать ДБ-3 днем, но приказ выполнялся не везде и не всегда. В конце июля 1941 г. в составе четырех корпусов дальней авиации осталось всего 75 исправных ДБ-3 и ДБ-3Ф.
Чаще всего самолеты несли 100-кг бомбы ФАБ-100, хотя применялись и 250-кг ФАБ-250 и пятисотки ФАБ-500. Химическое оружие в боевых действиях не использовалось никогда.
Приказом от 5 марта 1942 г. АДД выделалась из состава ВВС в отдельное формирование. Авиация Дальнего Действия состояла из восьми дальних авиационных корпусов по четыре дальних бомбардировочных авиаполка в корпусе.
Вид из фюзеляжа на установку ЛюМВ-2. Створки .пока открывались только в случае возможного появления истребителей противника. Турель комплектовалась оптическим прицелом ОП-2Л.
Подготовка 500-кг бомбы к подвеске на Ил-4 с бортовым номером «21» белого цвета, начало воины. Самолет зачехлен и закрыт маскировкой из срубленных деревьев. Голубая окраски нижних поверхностей бомбардировщиков сильно бликовала в лучах прожекторов, полному с началом войны большинство самолетов ДБ-3 снизу были перекрашены в черный цвет.
Полк состоял из трех эскадрилий. По штату на вооружении корпуса полагалось иметь 108 бомбардировщиков, по 27 самолетов в полку.
Рейды на Берлин августа-сентября 1941 г. широко известны. Менее известны дальние полеты, которые экипажи Ил-4 выполнили через год, в августе и сентябре 1942 г. Самолеты нанесли удары по Кенигсбергу. Данцигу, Берлину, Будапешту и Бухаресту. Полеты продолжались по 12 часов, пилоты работали на пределе человеческих сил в силу отсутствия на большей части бомбардировщиков автопилотов и аэродинамических особенностей самолета - малыми запасами устойчивости. То есть весь полет летчик держал самолет в буквальном смысле на руках. Часто на помощь летчикам приходили штурманы, но второй комплект органов управления, установленный у штурмана не являлся полноценным и, кроме того, штурману надо было выполнять свои прямые обязанности.
Дальние рейды случались редко, в основном самолеты наносили ночные удары по объектам, расположенным в тактической полосе, а также по железнодорожным узлам, портам, аэродромам.
Помимо бомбометания. Ил-4 привлекались к выполнению разведывательных заданий, десантированию людей и грузов в глубоком тылу противника, выполняли функции блокировщиков аэродромов, подавляли средства ПВО. 8 декабря 1944 г. АДД была преобразована в 18-ю воздушную армию, которая опять вошла в состав ВВС. Апофеозом действий советских дальних бомбардировщиков можно считать налет 516 самолетов 18-й воздушной армии на Кенигсберг 7 апреля 1945 г.