Экипажи и делегации подбирались заранее. Летчиков, штурманов и механиков набрали из НИИ ВВС и бригад Московского военного округа. Все командиры самолетов имели большой налет и опыт полетов в сложных метеоусловиях. Поскольку начальников, желавших побывать в Европе, оказалось больше, чем мест на диванах, то часть из них включили в состав экипажей согласно специальности. И получалось так, что командир - по званию капитан или старший лейтенант, а на правом сиденье у него - комбриг На первых же тренировках (для которых выделили боевые ТБ-ЗР) возник ряд конфликтов - кто же кем должен командовать? Кроме этого, оказалось, что за время сидения в кабинетах многие комбриги и комдивы порастеряли навыки пилотирования и навигации. Одного из них после первого же полета пришлось "списать" в пассажиры - экипаж наотрез оказался с ним лететь, после того как он чуть не перевернул самолет вверх ногами, попав в облака.
Тренировки длились месяц. Летали поодиночно и в строю, в хорошую и плохую погоду. Особо делался упор на слепой полет. Штурманы зубрили основные навигационные ориентиры на маршрутах.
Для всех отправлявшихся в Европу сшили новое обмундирование. Каждому выдали белоснежный комбинезон, новый шлем и две пары перчаток. На воротники гимнастерок щедрой рукой сыпанули "кубари" и "шпалы", как бы подняв членов экипажей на одно-два звания. Надо сказать, что после возвращения большинству участников перелета действительно присвоили те звания, которые им "выдали авансом".
Пока летчики готовились, завод поспешно доделывал самолеты. Там не укладывались в сроки, предписанные постановлением правительства. Не хватало моторов и водомасляных радиаторов, много возни было с отладкой мотоустановок. На самолетах установили сделанные также по спецзаказу двигатели М-34РД. Такие моторы первоначально выпускались для рекордных АНТ-25 (РД). Они были немного мощнее обычных М-34Р, за счет небольшого форсирования по оборотам из них можно было выжать 830 л.с. Детали для них изготовляли по особой технологии, с меньшими допусками, шлифовали и полировали, сами моторы тщательнее собирали и регулировали.
Самолеты сдали с большим опозданием, до отправления в первый перелет они успели пробыть в воздухе всего по 12-15 часов. 28 июля 1934 г. три ТБ-ЗР отправились в Варшаву. Командирами самолетов были Байдуков, Мов и Леонов. 1 августа самолеты благополучно возвратились в Москву. 5 августа стартовали сразу две тройки. Одна (с экипажами Байдукова, Ефимова и Леонова) двинулась через Киев и Вену в Париж. Во время пребывания во Франции наши летчики посетили также Лион и Страсбург, откуда через Прагу 17 августа вернулись в Москву. Вторая тройка (командирами ТБ-3 являлись Соколов, Головачев и Рябченко) через Киев, Люблин и Краков направилась в Рим. Возвращалась она через Вену, прибыв домой 16 августа.
Советские бомбардировщики произвели должное впечатление в европейских столицах. Заместитель начальника штаба ВВС Хрипин, участвовавший в двух перелетах, написал в своем отчете: "Весь офицерский и инженерный состав с исключительным интересом относился к нашим самолетам, видя в них удачное решение проблемы тяжелого бомбардировочного самолета. Это относится в равной степени к Польше, Австрии и Италии. Все подчеркивают удивление, что столь большой самолет имеет высокие полетные данные. Это подчеркивает, что наш успех в постройке ТБ авиации реален и это будет учтено командованием европейских воздушных флотов". Мнения об этих "миссиях доброй воли", высказываемые в европейских газетах, вообще были порой близки к паническим. Так, один из ведущих репортеров британского еженедельника "Индепендед" писал, "пока в Европе спорят о ценности теории Дуэ, красные уже ее фактически реализовали, продемонстрировав мощные четырехмоторные бомбардировщики существенно превосходящие британские машины аналогичного назначения", а корреспондент французской "Пти Паризьен" вообще истерически заявил, что "пятьсот русских бомбовозов могут раздавить Европу как тухлое яйцо..."
Доля истины в этом была, так как имевшиеся в то время на вооружении ВВС всех без исключения европейских стран истребители-бипланы с парой, реже - квартетом пулеметов винтовочного калибра были почти бессильны перед армадами советских четырехмоторных бомбардировщиков, к тому же имевших достаточно мощное оборонительное вооружение, эффективность которого еще больше возрастала в случае массированного применения ТБ-3 в плотных боевых порядках, что в сущности и отрабатывалось в ходе манёвров.
Но в то же время в огромной советской бочке меда имелись и свои ложки дегтя. Иностранные авиационные специалисты обратили внимание на архаичные деревянные двухлопастные винты, отсутствие на машинах современных средств радионавигации. Там, где в Европе давно ставили гибкие шланги, у нас по старинке выполняли магистрали из отожженной медной трубки. Ни одной серьезной поломки за время перелетов не произошло, но экипажи отметили немало неприятных дефектов. Обнаружились тряска винтомоторных установок, вибрации и поломки трубопроводов. Поспешный подбор винтов привел к тому, что они оказались слишком велики. В результате ближние к фюзеляжу винты отбрасывали воздушный поток на стык крыла и фюзеляжа, вызывая дополнительную тряску. Выявился и ряд других недостатков - подтекали баки, ломались качалки элеронов, лопались хвостовые колеса (на "парадных" машинах поставили не гусматики, а пневматики - с более плавным ходом).
Экипажи и члены делегаций увидели на аэродромах и заводах Европы много нового, еще не производившегося и не применявшегося в Советском Союзе. Это послужило дополнительным толчком к еще одному шагу в модернизации ТБ-3, тем более что требования к характеристикам бомбардировщика постоянно росли.
