Возможность установки мощного пушечного вооружения, специального радиолокационного оборудования, высокая скорость (до 650 км/ч) и дальность полета (до трех тысяч километров) позволяли использовать Ту-1 и как истребитель сопровождения, вооруженный пятью пушками НС-23; и как истребитель-перехватчик, оборудованный радиолокационной аппаратурой «Гнейс-5с», вооруженный двумя пушками НС-23 и двумя пушками НС-45.
До конца 1946 года самолет находился в опытном производстве. 30 декабря 1946 года самолет был закончен и в ночь на новый 1947 год перевезен на аэродром ЛИИ в Жуковский. До середины марта на машине шли доводки, в основном по новым опытным двигателям, а также по оборудованию.
Летчик-испытатель А. Д. Перелет 22 марта 1947 года выполнил на опытном самолете первый полет продолжительностью 30 минут. Заводские испытания проводились до 3 октября 1947 года. Проверялась работа новой силовой установки, оборудования, проводились полеты на определение запасов устойчивости, километровых расходов топлива и т. д. 3 августа 1947 года самолет принял участие наряду с другими новыми туполевскими машинами в традиционном воздушном параде в Тушине, кроме «63П» над Тушино прошли опытные самолеты «69», «70», «77» и первые три серийных Ту-4 (Б-4).
Полностью испытания опытного самолета «63П» не были закончены. Формальной причиной была названа выработка ресурсов опытных двигателей М-43В и отсутствие им замены. Но по сути к моменту проведения испытаний Ту-1 А. Н. Туполев со своими ближайшими помощниками пришел к выводу, что создать современный перехватчик на базе поршневого Ту-2 в реактивную эру невозможно. Если в конце войны скорость Ту-2 в варианте истребителя превышала скорости основных серийных бомбардировщиков, то с появлением во второй половине 1940-х годов первых реактивных бомбардировщиков, скорости которых приблизились к 900 км/ч, возможности по перехвату подобных целей самолетами класса Ту-2 резко уменьшились. Дальнейшие работы по перехватчикам типа Ту-1 были прекращены.
За разработку Ту-2 в разгар войны, в 1943 году, Андрею Николаевичу Туполеву была присуждена Государственная премия I степени. В августе 1944 года ему было присвоено звание генерал-майора инженерно-авиационной службы (ИАС), тогда же он был награжден полководческим орденом Суворова II степени.
Указом Верховного Совета СССР «За работы в области обороны страны во время Великой Отечественной войны против немецко-фашистских захватчиков» генерал-майору инженерно-авиационной службы А. Н. Туполеву 16 сентября 1945 года было присвоено звание Героя Социалистического Труда (золотая медаль «Серп и Молот» № 248). Постановлением Совета министров СССР от 8 августа 1947 года № 2805 генерал-майору инженерно-авиационной службы А. Н. Туполеву было присвоено воинское звание генерал-лейтенанта инженерно-авиационной службы.
…Как уже отмечалось, у Андрея Николаевича было блестящее, тонкое и своеобразное чувство юмора, которое понимали далеко не все. Свидетельства этому остались даже в мемуарах.
Ведущий инженер Летно-исследовательского института И. Н. Квитко вспоминает, как весной 1926 года он был направлен на работу в ЦАГИ:
«Спустя примерно две недели после прихода туда я ходил по опытному цеху, знакомился с работами, которые в нем выполнялись. В разных местах цеха лежали поломанные части самолетов — следы примитивных исследований конструкций самолетов на прочность. Неожиданно ко мне подошел Андрей Николаевич и, подводя меня к разным кучам этого лома, начал спрашивать названия отдельных деталей. Все было мне хорошо знакомо, и я без запинки отвечал. Вдруг он грубо оборвал меня: „Пошел к чертовой матери…“ — и быстро удалился». Автор колеблется — как оценить эту странную выходку? Представляется, что это реакция Туполева, занятого большим и серьезным делом, на появление «на его территории» праздношатающегося молодого человека, рассматривающего кучи мусора.
Тот же автор вспоминает, как впоследствии, в 1935 году, во время плавания в Нью-Йорк на первоклассном немецком лайнере «Бремен», советский полпред В. И. Потемкин потребовал, чтобы все члены советской делегации, в соответствии с принятым на борту дресс-кодом, были одеты в черные смокинги. Настойчивые возражения Туполева приняты не были. Андрей Николаевич первый раз в жизни надел смокинг, пригласил товарищей на смотрины, приветствовал их словами: «Что, пришли посмотреть на идиота?» — и, сокрушенно оглядывая себя в зеркале, печально повторял: «Вот до чего дожил!» Когда метрдотель согласовал с членами делегации места в ресторане, возмущенный Туполев произнес: «У, чертовы формалисты, не все ли равно, где сидеть. Эх, немцы, немцы! Недаром еще Гоголь рекомендовал выпороть их батогами».