Хотя машина полностью соответствовала своему назначению, ГАЗ № 31 построил за 1928/29 операционный год всего 83 экземпляра Р1-БМВМ, а затем в эту модификацию стали переделывать снимаемые с вооружения Р-1 с М-5 (около 130 шт.).
В 1926 г. были разработаны штурмовые варианты Р-1 с двумя и четырьмя пулеметами на нижнем крыле. НТК ВВС утвердил проекты и рекомендовал к реализации. Соответствующим образом было переоборудовано около десятка машин.
Производство Р-1 неуклонно росло, причем пик выпуска приходился на 1927/28 г. Всего ГАЗ № 1 выпустил 1353 самолета Р-1 различных модификаций, а ГАЗ № 31 — 1679 шт., всего 3032 машин, из которых 2695 Р-1 с М-5 («Либерти 12»), 130 — Р-1СП, 124 — МР-1, 84 — Р1-БМВМ.
Таким образом, Р-1 стал первым массовым советским самолетом. Этому способствовала и сравнительная дешевизна его производства. Например, в ценах 1927 г. стоимость Р-1 составляла 14 500 рублей, однотипного разведчика Р-3ЛД — 40 000 руб., одноместного истребителя И-2бис — 16 000 руб.
К середине 20-х гг. Р-1 считался уже устаревшей машиной, поэтому надо было думать и о дальнейшем совершенствовании машины. Первоначально завод занимался внедрением в конструкцию Р-1 изменений, необходимость которых назрела в ходе эксплуатации самолета. С 1926 г. лонжероны стали коробчатыми, изменился шаг нервюр, повысилось количество клеевых соединений, благодаря чему расход древесины сократился почти в два раза, а машина стала легче. Так появился «улучшенный» Р-1, имевший также обозначения РЛ16ис или Р-1 бис. Менялось оборудование, вооружение.
Машина послужила основой для ряда других опытных разработок.
В конце 1922 г. Н. Н. Поликарпов стал заниматься вопросами создания на базе Р-1 одноместного истребителя-биплана с мотором «Либерти 12», о чем более подробно будет рассказано ниже.
Еще одним самолетом, разработанным на базе Р-1, был разведчик и легкий бомбардировщик Pill с мотором М-5 (автор проекта — М. М. Шишмарев). От Р-1 самолет отличался в основном тем, что его фюзеляж был поднят к верхнему крылу для улучшения обзора вперед-вверх. Задание было получено заводом в марте 1924 г.; предполагалось, что постройка завершится в июле 1924 г., но в итоге самолет был построен лишь спустя год, в июле 1925 г. Во время первого испытания при рулежке Pill потерпел аварию (сломался хвост). Через некоторое время дальнейшие работы над ним были прекращены.
В августе 1924 г. было выдано задание на разработку Р-1 с мотором «Лоррен-Дитрих» мощностью 450 л.с. (Р-1ЛД). Ввиду сложной конфигурации двигателя, выполненного по W-образной схеме, лобовой радиатор стал пятиугольным, возрос его мидель. Машина, имевшая четырехлопастный воздушный винт, вышла на испытания в 1926 г., в ходе которых не показала особых преимуществ перед Р-1 с М-5 (максимальная скорость оказалась равной 205 км/ч).
В мае 1925 г. была предпринята попытка создать на базе Р-1 металлический разведчик с мотором М-5. В сентябре 1925 г. все работы над проектом прекратили, так как металлическое самолетостроение было отнесено к ведению ЦАГИ; Авиатрест лишился права строить металлические самолеты.
С мая 1926 г. на базе Р-1 началось проектирование нового самолета-разведчика с мотором М-5. Машина первоначально обозначалась РЛ-5, затем — Р-16ис, а позже, с сентября 1926 г., — Р-4. Первый проект был близок к Р-1, но второй вариант уже существенно отличался от него. Однако строился первый вариант, так как многие перспективные наработки Поликарпов решил реализовать в проекте нового разведчика с мотором БМВ-VI — несоответствие М-5 времени было для всех очевидно.
18 мая 1928 г. машину (№ 3194) выкатили на летное поле. На испытаниях, проходивших летом 1928 г. (летчик Писаренко), выявились следующие положительные качества Р-4 по сравнению с Р-1: достаточная устойчивость, более удобная подвеска бомб, улучшенное охлаждение мотора, подход к нему, более совершенное оборудование кабины. Очень удачной признана ручка управления самолетом. Однако металлическое шасси, выполненное из мягкой стали, деформировалось. Отмечалось запаздывание на выходе из штопора. Самолет вернули на завод, где провели необходимые доработки, установили более высокое, увеличенное по площади вертикальное оперение (по типу МР-1). Новые испытания подтвердили улучшение летных качеств. В целом Р-4 показал свое преимущество перед Р-1, был рекомендован к серийному производству (на 1928/29 операционный год заводу № 31 было поручено изготовить 60 Р-4), но серийно не строился, так как в том же 1928 г. на испытания вышел более совершенный самолет-разведчик Р-5.