Формально к февралю 1933 г. в ВВС числились даже семь эскадрилий Р-6. Но полностью была укомплектована всего одна, 55-я в Хабаровске. 45-я эскадрилья в Монино имела шесть самолетов, 21-я в Воронеже и 92-я в Кречевицах — по четыре. Три эскадрильи (102-я во Ржеве, 17-я в Сеще и 35-я в Запорожье) существовали фактически только на бумаге — летать им было не на чем. А ведь предстояло оснастить Р-6 дальнеразведывательные части и морскую авиацию, тоже имевшую на «крейсера» свои виды.
За 1933 г. завод № 31 выпустил уже 50 самолетов, частично использовав задел, привезенный из Москвы (в частности, центропланы). На I декабря строевые части ВВС располагали 55 Р-6. Наиболее мощная группировка их образовалась на Дальнем Востоке. Двумя полнокровными эскадрильями обладали ВВС ОКДВА и еще одна принадлежала Морским силам Дальнего Востока (МСДВ), предшествовавшим Тихоокеанскому флоту.
Авиация бурно развивалась, и Р-6, задуманный в 1926 г., все больше отставал от требований времени. Существовали два пути решения проблемы: создать новый самолет подобного назначения или модернизировать старый. В ЦАГИ шли в обоих направлениях.
Поскольку Р-6 в качестве многоместного истребителя оказался явно неподходящим, эту функцию попытались вычленить отдельно, создавая специализированные машины. Первой из них стал МИ-3, разрабатывавшийся в АГОС смарта 1932 г.
Машина получила убирающееся шасси и более мощные моторы М-34. Но этот самолет, так же как и усовершенствованный МИ-ЗД, построенный в 1934 г., страдал серьезными дефектами и не был доведен до серийного производства. Аналогичную судьбу имел и тяжелый истребитель ДИП, выпущенный на испытания зимой 1935 г.
Оставался путь модернизации Р-6, хотя его гофрированная обшивка и неубираюшееся шасси уже выглядели архаично. Требовалось хоть ненадолго продлить его «жизнь» до замены «крейсерами» нового поколения. В связи с этим туполевцы провели ряд усовершенствований своего детища, после чего появилась модификация КР-6 («KP» означало, что самолет официально признали «крейсером», а не разведчиком). На ней совершенно изменилось оперение. Руль направления лишился рогового компенсатора, зато на нем смонтировали триммер. Горизонтальное оперение получило иную форму в плане. Рули высоты теперь не имели выступающих рогов; компенсаторы вписали в общий закругленный контур. Несколько изменили мотогондолы. Входные отверстия радиаторов приобрели овальную форму. На фюзеляже убрали наружные продольные усиления. Почти вдвое увеличили запас горючего — до 3000 л вместо 1700 л; маслобаки тоже стали больше. Амортизаторы стоек шасси у КР-6 стали масляно-пневматическими, а не резиновыми. Нижнюю выдвижную башню, резко увеличивавшую аэродинамическое сопротивление, ликвидировали. Самолет стал трехместным — перестал быть нужным башенный стрелок. Бомбовое вооружение, радиооборудование и фотоустановка соответствовали Р-6.
В опытный образец КР-6 переделали второй серийный Р-6. Он испытывался в апреле 1934 г., а в июле на заводе № 22 выпустили уже головной серийный экземпляр.
Но стоило ли так торопиться? Летные данные КР-6, мягко говоря, оставляли желать много лучшего. Скорость по сравнению с Р-6 упала (в основном, из-за роста веса), аналогично существенно ухудшилась скороподъемность, понизился практический потолок. Серийные машины получились чуть получше опытной, но и они уступали Р-6 образца 1930 г. Со второй половины 1934 г. на КР-6 удалось добиться некоторого снижения пустого веса, что способствовало некоторому улучшению летных данных (хотя и довольно незначительному). Интересно, что при этом количество оборудования на борту возросло: добавился кислородный прибор и световая сигнализация. Чуть позже ввели пневмопочту. Не очень-то оперативная система. Пока напишешь сообщение о появлении противника, отправишь, и его кто- то прочтет, пожалуй, и сбить успеют. С осени 1934 г. на КР-6 стали ставить колеса с тормозами. Пробег с ними сокращался практически наполовину.
Всего за 1934 г. завод № 22 выпустил 222 КР-6 (в том числе 72 на поплавках). Параллельно в Таганроге заканчивали выпуск старых Р-6; за год их сделали 30 штук и на этом производство прекратили. КР-6 поступили в различные части, заменяя Р-6.
На машинах выпуска 1935 г. стоял новый фотоаппарат АФА-13 и улучшенная радиостанция 13ЭСК. Пневмопочту заменили переговорным устройством. Но это было не привычное сейчас СПУ, а просто трубы с двумя наконечниками — в один говорили, в другой слушали. Поэтому их и называли в просторечии «рот» и «ухо». Место немецкого бомбового прицела «Герц» занял отечественный ОПБ-1, скопированный с него же. Усилили амортизационную стойку шасси, одев поверх нее трубу из углеродистой стали. Ввели аварийный слив горючего, но неудачно — опорожнение баков через него длилось до часа.