Несмотря на высокие летные данные, достигнутые на рубеже 1941 — 1942 года, Ту-2 с трудом прокладывал дорогу на фронт, и главной причиной тому стала топливная аппаратура двигателей М-82. Начавшееся серийное производство машины продолжалось около года. Успех от применения Ту-2 на фронте в 1943-м был столь велик, что в том же году его снова запустили в серийное производство, но уже на другом предприятии и с усовершенствованными двигателями. Ту-2 оказался не только отменным бомбардировщиком, способным поражать точечные цели с пикирования, но и великолепным разведчиком. Он с успехом использовался в морской авиации в качестве торпедоносца, а в различных научно-исследовательских институтах и проектных организация как летающая лаборатория. Помимо Советского союза после войны немало Ту-2 эксплуатировалось и в ВВС других стран, а лидером применения машины за рубежом бесспорно был Китай, где последние его экземпляры можно было увидеть в полете в конце 1970-х годов.
