Заводские испытания Та-3 2М-89 проходили в ЛИИ НКАП в период с 12 мая по 10 июля 1941г. Отчет по испытаниям был подготовлен (совместно с заводом №483) к 14 июля 41-го (ответственные исполнители: ведущий инженер В. Н. Елагин, ведущий летчик-испытатель Ю. К. Станкевич).

В отчете отмечалось, что при полетном весе 6050 кг максимальная скорость на границе высотности 7100 м составила 580 км/ч.

Дальность полета самолета на 0,76 Vmax - 1060 км, время набора высоты 5000 м - 6,3 мин., практический потолок 10 000 м, посадочная скорость -143,8 км/ч. На пикировании была достигнута приборная скорость 630 км/ч.

28 июля 1941 г. Таиров направил Шахурину докладную записку по вопросу внедрения в серийное производство самолета Та-3 2М-89. В ней он, в частности, писал: "Заключение ЛИИ: "... Рекомендовать самолет Та-3 к серийному выпуску с вооружением: одна 37 мм пушка, две ШВАК кал. 20 мм и два пулемета Шкас кал. 7,62 мм с основным назначением - истребитель самолетов и танков.

Докладывая о вышеизложенном, доношу:

1. Установка взамен прошедшей испытания 4-х пушечной батареи указанного в заключении ЛИИ варианта вооружения, в случае необходимости вполне возможна, т. к. указанный вариант уже изготовлен КБ завода № 487.

2.  Вся необходимая документация для передачи серийному заводу имеется и может быть передана в кратчайший срок.

3.  Кроме испытанной винто-моторной группы под мотор "89" имеется разработанная взаимозаменяемая в-м группа под мотор "82" при установке которой Vmax увеличивается на 12-15 км/час.
4.  Замена консолей (для увеличения дальности), если бы в этом встретилась необходимость, не представляет затруднений не только в процессе производства, но даже при установке их на готовых машинах.

Учитывая, что в условиях военного времени самолет "ТА-3", как мне кажется, является весьма актуальным, прошу Ваших указаний о срочном запуске его в серийное производство.

Со своей стороны, в качестве производственной базы (в случае отсутствия более мощной), предлагаю использовать завод N° 127 (г. Ульяновск) и для ускорения производства на нем самолетов "ТА-3" перебазировать в г. Ульяновск завод № 483 эвакуированный в г. Куйбышев".

Несмотря на положительное отношение к самолету военных и НКАП, довести Та-3 до серийного производства так и не удалось. 29 октября 1941 г., при перелете в г. Куйбышев Таиров погиб в авиационной катастрофе в Пензенской области.