Машина еще доводилась, но о ней уже можно было говорить как об одном из особо выдающихся достижений отечественной авиационной науки и техники. В 1934 году АНТ-25 установил несколько рекордов СССР и мировой рекорд дальности полета по замкнутому маршруту.
Сверхдальние перелеты начались 30 июня 1934 года. В этот день экипажем в составе летчиков М. М. Громова, А. М. Филина и штурмана И. Т. Спирина был установлен рекорд СССР дальности полета. АНТ-25 пролетел 4465 километров за 27 часов 21 минуту. Через месяц те же летчики улучшили рекорд; за 39 часов 1 минуту было пройдено 6559 километров, но и этот результат просуществовал недолго. В сентябре, летая по треугольнику Москва — Рязань — Харьков, экипаж Громова за 75 часов покрыл расстояние 12411 километров, значительно превысив мировой рекорд французских летчиков Боссутро и Росси. За это выдающееся достижение командиру самолета летчику M. M. Громову было присвоено звание Героя Советского Союза. Вскоре был определен новый рекордный маршрут Москва — Земля Франца-Иосифа — Петропавловск-Камчатский.
В 1935 году, после прохождения всех необходимых формальных процедур, СССР стал полноправным членом Международной авиационной федерации — ФАИ[41]. Теперь мировые рекорды, устанавливаемые советскими самолетами при соблюдении известных правил, становились официальными. 5 апреля 1936 года вышло постановление Совнаркома, определившее новый порядок регистрации мировых рекордов и международных достижений в Советском Союзе.
Эти события еще более окрылили летчиков и авиастроителей, а рекордная машина претерпела ряд существенных доработок: самолет-дублер был переоборудован под улучшенный двигатель М-34Р с туннельным водяным радиатором, перед которым установили регулируемые жалюзи. Двухлопастный деревянный винт заменили после серии научно-исследовательских работ трехлопастным металлическим с изменяемым, пока лишь на земле, углом установки.
Самолет был оборудован двойным штурвальным управлением, предназначенным для контроля за машиной во время смены летчиков. Переднюю часть кабины штурмана закрыли прозрачным обтекателем с солнечным указателем курса. Кольцевой радиокомпас в конце концов установили снизу на фюзеляже и сделали поворотным. Определять местонахождение самолета теперь можно было по передачам любых двух радиостанций.
Модернизированный РД совершил испытательный перелет до Петропавловска-Камчатского 20 июля 1936 года. Состав экипажа — В. П. Чкалов, Г. Ф. Байдуков и А. В. Беляков.
Перелет прошел успешно. Сбросив вымпел над Петропавловском-Камчатским, экипаж решил лечь на курс к Николаевску-на-Амуре. Однако достичь его не удалось. Помехой стали сильный дождь и туман. Летели в нескольких метрах от воды. На борт была послана экстренная радиограмма с приказом сесть при первой возможности. Но где?.. Наконец увидели полоску земли: это был остров Удд. Здесь на узкой песчаной отмели Валерий Чкалов благополучно посадил краснокрылую машину.
АНТ-25 пробыл в воздухе 56 часов 20 минут и пролетел 9374 километра. Всем членам экипажа было присвоено звание Героя Советского Союза.
После полета на остров Удд Валерий Павлович писал: «Машина блестяще выдержала испытания… Самолет послушно набирал высоту и повиновался пилоту. Машина отлично вела себя и в тумане, и в облаках, и в условиях различных воздушных потоков, и в горной местности Якутии, и при различных температурах. Вообще летные возможности самолета оказались прекрасными».
Тем не менее машины подобного типа подстерегали и некоторые опасности, что позволил оценить этот перелет. В частности, серьезные трудности вызвало обледенение фюзеляжа, крыльев и особенно винта. Вот почему конструкторами ЦАГИ был в срочном порядке разработан и поставлен на винт первый советский антиобледенитель.
После дальнего перелета В. П. Чкалова M. M. Громов планировал совершить на АНТ-25 сверхдальний перелет через Средиземное море, Северо-Западную Африку, Атлантический океан, Южную Америку. Дальность перелета должна была превысить 13 600 километров. В августе 1936 года политбюро одобрило этот замысел, но правительство Бразилии неожиданно не дало разрешения на пролет над ее территорией советского самолета. Пришлось искать новый маршрут.