Зимняя война 1939-40 гг
Серьезным испытанием для советских ВВС стали бои на Карельском перешейке с 30 ноября 1939 г по 12 марта 1940 г или так называемая «Зимняя война» с Финляндией. В этих боях участвовали ВВС Ленинградского военного округа, авиация Балтийского флота, АОН (Авиационная Армия Особого Назначения - специальные соединения тяжелых бомбардировщиков ТБ-3), особая авиационная группа Г.П.Кравченко и другие авиационные формирования. Двадцать два скоростных бомбардировочных полка (СБАП) было вооружено самолетами СБ разных модификаций: 2й ,5й ,9й, 10й, 13й, 16й , 18й, 24й, 31й, 33й, 35й, 39й, 41й, 44й, 45й ,48й, 50й, 52й ,54й, 58й, 60й и 63й. Кроме того, некоторое количество бомбардировщиков СБ находилось на вооружении смешанных авиационных полков. Военные действия развернулись на широком фронте от Баренцева моря до Финского залива, но решающий характер они носили на Карельском перешейке, где наступали советские войска 7ой Армии.
Советские ВВС имели количественное и качественное превосходство над финской авиацией и с начала боевых действий без труда завоевали господство в воздухе. Однако исключительно сложные метеорологические условия не позволили в полную меру использовать превосходство советской авиации. Вместо нанесения массированных ударов в первый месяц боев приходилось действовать мелкими группами и даже одиночными самолетами. Бомбардировщики СБ использовались главным образом для взаимодействия с наземными войсками и решения тактических задач. Особую помощь летчики оказали наземным войскам в прорыве мощной системы укреплений - так называемой линии Маннергейма. СБ использовали для сбрасывания специальных бетонобойных бомб типа БЕТАБ-250, которые разрушали бетонированные укрепления противника. Всего за период боевых действий бомбардировочная авиация (с учетом самолетов всех типов) произвела 44041 боевой вылет (или 52,4%), на противника было сброшено 23146 тонн бомб. Потери полков, вооруженных СБ, составили: 113 самолетов, сбитых противником; 27 самолетов пропало без вести и 41 самолет был поврежден и требовал заводского ремонта. Небоевые потери были также значительны - 72 самолета СБ. Общие потери составили 253 самолетов СБ. 92 летчика было удостоено звания Героя Советского Союза, в том числе летчики 44ой СБАП капитан М.Т.Трусов, батальонный комиссар И.И.Кожемякин и др.
Боевые действия на Карельском перешейке выявили существенные недостатки в вооружении и тактике бомбардировочной авиации. Оказалось, что большинство экипажей авиационных частей, вооруженных СБ, не готовы к полетам в сложных метеорологических условиях. Так, 85й смешанный авиационный бомбардировочный полк под командованием комбрига Б.В.Стрелигова был укомплектован летчиками, имевшими опыт слепой посадки, и самолетами ДБ-3 и СБ, оснащенными приборами для слепого полета. Летчики этого полка вели боевые действия днем и ночью в течении 63 суток из 70. В то же время другие авиационные части в этот же период из-за ненастной погоды летали только в течении 6-8 дней. Вследствие слабой навигационной подготовки были неоднократные случаи потери ориентировки, обнаружилась низкая точность попадания бомб, особенно по малым целям (мосты, дороги). Выяснилось, что большинство летчиков не умели вести воздушную разведку, особенно - воздушное фотографирование. Слабая огневая подготовка воздушных стрелков и недостатки оборонительного вооружения стали причиной неоправданных потерь бомбардировщиков. Именно после финской войны старые турели на СБ стали повсеместно заменять более совершенными турелями МВ-3 и МВ-2, однако не успели завершить это перевооружение самолетов к началу германского вторжения.