5 октября составили специальный протокол о неустраненных недостатках. Некоторые из них в ЦАГИ исправили очень быстро. Окно у летнаба увеличили вниз, усилили обтекатели осей, суфлерные трубки моторов, брызгавшие маслом на радиаторы, вывели за капот, смонтировали новые глушители, у козырька пилотской кабины сделали жесткую рамку и поставили боковое остекление; слева стекло при необходимости опускалось вниз, как у автомобиля. Чертежи усиленных моторам подготовили, но решили поставить их уже на первом серийном Р-6.
Опытный самолет после этих переделок опять попал в НИИ ВВС на дополнительные испытания, которые шли до 17 октября. На этот раз военных больше интересовали боевые возможности «крейсера». На основе анализа летных данных и пилотажных качеств машины попытались определить ее роль в будущей войне. Отзывы в целом были вполне благожелательными: «хорошо пикирует при угле 60°», «сильное стрелковое вооружение», «боевой разворот выполняется просто, самолет устойчив, нагрузки на рули нормальны». В итоге сделали выводы, что Р-6 может быть применен как дальний разведчик, самолет сопровождения тяжелых бомбардировщиков и многоместный истребитель. В отношении последней функции возможности оказались весьма ограниченными. С одной стороны, в акте НИИ прямо записали, что как многоместный истребитель машина использована быть не может «вследствие недостаточной маневренности из-за большого полетного веса». С другой стороны, в том же документе указывается: «...может быть применен как многоместный истребитель для ведения воздушного боя на больших дистанциях с тяжелыми бомбардировочными самолетами». Короче говоря, Р-6 не мог вести маневренный бой не только с одноместными истребителями, но и со средними и легкими бомбардировщиками, и только неуклюжий тяжелый бомбовоз мог быть успешно атакован «крейсером». Но самый главный вывод по результатам дополнительных испытаний гласил: «Может быть рекомендован для постройки серии».
Серийное производство Р-6 поручили заводу № 22 в Филях, где делали ТБ-1, конструктивно и технологически очень близкий к «крейсеру». В начале 1931 г. заложили первую серию из пяти самолетов. Факгически она разделялась на две. На первых двух машинах собирались отработать окончательную схему размещения оборудования и вооружения, так и не определенную до сих пор заказчиком. Это тогда было нормой: ждать некогда, надо выполнять план!
По последнему уточненному плану головной Р-6 должен был быть предъявлен на испытания 7 сентября 1931 г.; фактически он прибыл в НИИ ВВС 3 октября. Задержка в основном связывалась с несвоевременной поставкой оборудования. В августе уже почти готовая машина стояла без вооружения — оно не прибыло в срок. Представители У ВВС практически до последнего момента вносили изменения в свои требования. Так, 6 июля очередная комиссия, побывавшая на заводе, потребовала перенести трубку Пито, усилить балки бомбодержателей и обшивку под ними, еще раз перекомпоновать оборудование в кабинах, ввести лаз от летнаба к пилоту. Это вызвало взрыв негодования у Туполева: «УВВС переписывается, а самолеты завод уже строит...» В итоге военные согласились внести часть изменений со 2-й серии. Головной же самолет № 2201 выпустили на испытания некомплектным — практически без вооружения и многих элементов оборудования.
Испытания его шли с 5 октября по 3 ноября 1931 г.От опытной машины он отличался моторами М-17 (советской копией BMW VI) и несколько измененными радиаторами. Серийный самолет был на 126 кг тяжелее опытного; основную лету внесли моторы — 60 кг. Отечественные колеса вместо импортных добавили 28 кг. Оставшиеся 38 кг распределялись между различными частями планера. Головной Р-6 уступал опытному в максимальной скорости горизонтального полета 12 — 13 км/ч и около 1000 м в практическом потолке. Ухудшилась и скороподъемность. Показатели горизонтального маневра практически не изменились. На снижение летных данных оказало влияние даже не столько перетяжеление самолета, сколько ненадежная работа двигателей. Хотя М-17 номинально должен был выдавать ту же мощность, что и немецкий мотор, на практике он постоянно недодавал обороты. Кроме того, двигатели перегревались, вынуждая летчика убирать газ.