Малочисленный коллектив Технического отдела вряд ли справился бы с этим заданием. Поэтому по указанию директора и главного инженера к изготовлению чертежно-конструкторской документации привлекался практически весь инженерно-технический персонал завода. Оплата проводилась аккордно. Николай Николаевич руководил указанными работами, что позволило ему завести деловые отношения со многими инженерами и техниками предприятия.
Первый ДН-4 был собран в середине июля 1919 г., но по ряду причин первый полет на нем был совершен лишь 2 июня 1920 г. (летчик Горшков). Испытания ДН-4 показали, что у земли самолет мог развивать максимальную скорость до 153 км/ч, а высоту 3000 м он набирал за 23 минуты.
Серийное производство развертывалось довольно медленно: не хватало качественных материалов, моторов, комплектующих изделий. За год начиная с середины 1920 г. было построено 23 самолета первой серии (№№ 22992321), до сентября 1921 г. — еще три. (С сентября 1921 г. авиапромышленность перешла на так называемый операционный год — отчетный период с сентября одного года по август следующего.) Всего до середины 1923 г. выпущено 66 ДН-4. За 1923/24 операционный год построено еще 6 машин этого типа, причем несколько с мотором «Либерти» в 400 л.с. под обозначением ДН4-В.
Н. Н. Поликарпов в 1921 г. на базе конструкции ДН-4 спроектировал пятиместный пассажирский самолет с максимальной скоростью полета 200 км/ч для воздушных линий протяженностью 400–500 км. Машину предполагалось оснастить мотором «Либерти 12», один экземпляр которого имелся в то время на заводе. Проект получил одобрение ВВС. «Приступили было уже к постройке нервюр, но таковая сорвалась, так как мотор «Либерти» был взят с завода на фронт», — писал Поликарпов в своей автобиографии.
Выпущенные заводом «Дукс» ДН-4 начали поступать в авиационные части с 1921 г., однако находились на вооружении ВВС относительно недолго, и с 1924 г. машины стали вытесняться более совершенным самолетом Р-1. Поэтому в конце 1925 г. в частях имелось всего девять ДН-4.
С 1925 г. снимаемые с вооружения ДН-4 передавались в учебно-тренировочные подразделения ВВС и летные школы: Московскую, Оренбургскую, Серпуховскую «Стрельбом», Петроградскую школу летчиков-наблюдателей. Несколько ДН-4 появилось в отделениях Осоавиахима, но летали там недолго, и вскоре они были списаны.
Сравнение летных и эксплуатационных характеристик трофейных ДН-4 и ДН-9, проведенных Техническим комитетом Управления Военно-воздушного флота, показало, что наиболее перспективным является ДН-9А с мотором «Либерти 12». Почему-то считалось, что разница между ДН-4 и ДН-9 в основном состоит в расположении кабин и в типе двигателя и что завод «Дукс» может довольно быстро перейти на выпуск ДН-9А вместо ДН-4. В июне 1920 г. Главкоавиа предложило заводу представить свои соображения по этому вопросу. В ответном письме, составленном Н. Н. Поликарповым, завод извещал Главкоавиа, «что аппарат ДеН-9 [так обозначались машины в то время. — Прим. авт.] отличаются от ДеН-4 не только своим мотором, но и общей конструкцией фюзеляжа в такой степени, что в этом случае приходится говорить не об изменении фюзеляжа, а об новой его конструкции. Кроме того, имеются изменения в конструкции планов [т. е. крыльев] и оперения аппарата». Далее в письме Поликарпов отметил, что чертежи ДН-9А и документация на заводе отсутствуют и что если такой самолет нужен Управлению ВВС, то только после доставки «образцового» ДН-9А на завод хотя бы на месяц можно говорить об организации серийного производства.