Работы по модернизации ТБ-3 продолжались и в 1935 году: на самолете установили новые двигатели М-34РН (с центробежными нагнетателями) мощностью 840 л.с. В ходе последнего этапа совершенствования бомбардировщик оснастили форсированными двигателями М-34ФРН (950 л.с. на высоте 5000 м), позволившими выжать 288 км/ч, ввели консольные топливные баки, подкрыльевые башни заменили «кинжальной» установкой в люке фюзеляжа, улучшили местную аэродинамику, произвели изменения в органах управления. В таком виде в 1936–1937 годах завершился серийный выпуск. От машины взяли все. Для кардинального улучшения характеристик требовалось переходить на новый тип самолета с гладкой обшивкой и убирающимися в полета шасси.

ТБ-3 у нас называют «первым в мире свободнонесущим монопланом-бомбардировщиком с двигателями, установленными в ряд по размаху в носке крыла». Правда, первым был все тот же Гуго Юнкере. Просто немцам запрещалось строить военные машины и свободнонесущий цельнометаллический моноплан с четырьмя двигателями мощностью по 800 л.с., установленными в ряд в толстом крыле, поднявшийся в воздух в ноябре 1929 года, служил У них пассажирским самолетом. А вот японцы, купив лицензию на «Юнкере» G38, превратили его в полноценный бомбовоз. Он весил 23 000 кг, летал со скоростью 200 км/ч, дальность полета достигала 3400 км, потолок — 3700 м. Вооружение состояло из 11 турельных пулеметов и 3000 кг бомб. Экипаж 10 человек. В течение 1931–1934 годов фирма Мицубиси поставила военно-воздушным силам «милитаристской» Японии шесть тяжелых бомбардировщиков марки Ki-20. В миролюбивой Советской стране ТБ-3 на пике производства делали по штуке в день и до весны 1938 года построили 818 самолетов (каждый стоил четверть миллиона рублей) различных модификаций. Заметим, что это — результат недовыполнения стахановских планов, вообще-то намечалось иметь 1440 «воздушных линкоров».