Вследствие боевых и эксплуатационных потерь число МБР-2 в частях неуклонно сокращалось. К началу 1943 г. авиация флота насчитывала всего несколько десятков летающих лодок. Уже весной 1943 г. 15-й мрап при переформировании в 15-й отдельный разведывательный авиационный полк сменил свои МБР-2 на Пе-2, «Бостоны» и Як-9. На остававшиеся в строю «амбарчики» стали возлагаться в основном задачи боевого обеспечения.
Летом — осенью 1943 г. МБР-2 приняли участие в атаках авиации КБФ на немецкие и финские дозорные корабли в районах противолодочных позиций противника в Финском заливе. 21 августа 1943 г. в результате налета четверки штурмовиков Ил-2 из 7-го гвардейского штурмового авиаполка и семи МБР-2 из 58-й омраэ у о. Соммерс в Финском заливе были потоплены немецкие катера-заградители КМ6 и КМЗО. Еще один катер-заградитель КМ28 был поврежден, сел на грунт и впоследствии не восстанавливался. Потери немцев составили 6 убитых и 10 раненых. 14 сентября 1943 г. МБР-2 из состава 58-й омраэ в Финском заливе потопили немецкую тяжелую плавучую артиллерийскую батарею SAT27 «West».
Эти успехи стали завершающими аккордами в боевой карьере «амбарчиков» на Балтике. К 1944 г. активное применение МБР-2 ВВС КБФ закончилось. В августе 1944 г. в составе авиации Балтийского флота появились первые «Каталины».
В составе Черноморского флота к началу войны находилось 139 МБР-2. Летающие лодки входили в состав 119-го морского разведывательного авиационного полка (мрап) и 16-й, 45-й, 60-й, 80-й, 82-й, 83-й отдельных морских разведывательных авиационных эскадрилий (омраэ). Помимо флотской авиации, МБР-2 имела 7-я морская разведывательная авиационная эскадрилья пограничных войск НКВД, базировавшаяся на Хаджибейский лиман под Одессой.
Первой боевой задачей МБР-2 Черноморского флота в начавшейся войне стало обеспечение минных постановок на подходах к главной базе флота и основным портам, проводившихся 23–27 июня 1941 г. Кроме этого, летающие лодки начали вести воздушную разведку в западной части Черного моря. С начала июля до сентября 1941 г. одним из направлений приложения усилий авиации флота стало судоходство противника в дельте Дуная, где действовали МБР-2 из состава 119-го мрап и 82-й омраэ. На счету летчиков 119-го полка повреждение румынских речных пароходов «Izmail» и «Principal Karl», атакованных 9 июля
1941 г. в Сулинском гирле Дуная совместно с бомбардировщиками СБ из 40-го бомбардировочного авиаполка ВВС ЧФ. 9 августа 1941 г. пара МБР-2 из 119-го мрап повредила у Сулины баржу NFR-626.
Как уже отмечалось выше, воздушная разведка на театре стала одной из важных задач авиации флота. Перед 119-м мрап с началом войны была поставлена задача вести разведку северо-западной части Черного моря от траверза Севастополя до мыса Калиакра, а также всего побережья Румынии с фотографированием гирла Дуная и порта Сулина. Первые же месяцы войны, как и на Балтике, показали полную неспособность МБР-2 вести дневную воздушную разведку, тем более, что район главной румынской военно-морской базы Констанцы был плотно прикрыт средствами ПВО, усиленными немецкими истребителями из III./JG52. Неудивительно, что летающие лодки несли потери почти в каждом разведывательном вылете. Так, 18 июля были потеряны все 9 МБР-2, вылетавших на разведку румынского побережья.
Кроме «мессершмиттов», исход боя с которыми был практически предрешен, МБР-2 периодически сталкивались в небе над румынским побережьем с гидросамолетами: немецкими «арадо» и «хейнкелями», румынскими «савойями» и «кантами». Из них наиболее опасным противником были скоростные и имевшие мощное вооружение (две 20-мм пушки MG-FF и два 7,9-мм пулемета на модификации А-3) «арадо», прибывшие на Черное море в конце июля. Уже 4 августа они сбили в воздушном бою два МБР-2, вылетевших на предвечернюю разведку. Шесть советских летчиков попали в плен. Однако экипажи черноморских «амбарчиков» не уступали немцам в самом главном — в воле к победе. Шестого октября Аг-196 (бортовой номер «СК+FF») атаковал МБР-2. Но немцев ожидал неприятный «сюрприз»: в результате воздушного боя их гидросамолет был поврежден ответным огнем, а штурман «арадо» вдобавок ранен.