Серийное производство ПС-84 было развернуто еще до завершения Госиспытаний, и к концу 1939 г. сборочный цех в Химках покинули первые шесть экземпляров. Вскоре к программе выпуска был подключен 124-й завод в Казани, однако там изготовили всего 10 самолетов. С появлением на трассах ПС-84 заметно улучшились показатели регулярности движения и коммерческая загрузка. Темпы пополнения парка самолетов Аэрофлота отечественными «Дугласами» хоть и отставали от запланированных, но все же перед самым началом войны ГВФ располагал уже 72 машинами этого типа.

Поздней осенью 1941 г., когда немецкие войска подступали к Москве, 84-й завод, подобно другим предприятиям, был эвакуирован. Процесс этот занял несколько месяцев, и в Москве продолжали сдавать самолеты почти до конца года, построив в общей сложности более 230 ПС-84. Выпуск самолетов возобновили в Ташкенте, на территории авиазавода № 34. Налаживание производства там прошло очень трудно, ведь многие москвичи остались защищать столицу, а их место заняли женщины и дети, которым просто не хватало квалификации. Тем не менее уже со второй половины 1942 г. выпуск ПС-84 стал неуклонно нарастать. В том же году самолет обрел имя, под которым стал широко известен: 17 сентября ему присвоили обозначение Ли-2 – по фамилии Б. П. Лисунова, руководившего внедрением машины в серийное производство. Следует отметить, что вплоть до окончания Великой Отечественной название Ли-2 применялось только к военным вариантам, и лишь затем было присвоено и пассажирским машинам.

После завершения войны выпуск Ли-2 продолжался в Ташкенте и на заводе № 126 в Комсомольске-на-Амуре. Свернули производство этого самолета в 1952 г. К тому времени общее количество построенных Ли-2 составило 4937 машин различных модификаций.

*Позднее получили обозначение АШ-62ИР.