Рыбко разогнал машину до 1020 км/ч, что было выше первоначальной проектной скорости. Последовавшие позже испытания на дальность тоже дали отличный результат: самолет пролетел 6050 км. А ведь в 1949 году, когда формировалось государственное задание, скромно указали - "не ниже 3000 км". Помимо всего, длительные перелеты показали, что все системы работают без сбоев.
Заводские испытания длились до 29 октября 1952 года, всего было выполнено 46 полетов. 13 ноября машину передали на государственные испытания в НИИ ВВС. Главной их целью было добиться снижения избыточной массы самолета, убрав все лишнее. Как оказалось, экземпляр "88-1" не совсем подходит для выполнения поставленных задач: помимо веса, были проблемы с работой дополнительного оборудования, а также с размещением стрелково-пушечного вооружения.
Для продолжения испытаний в срочном порядке построили облегченный дублер самолета, присвоив ему индекс "88-2". Параллельно решался вопрос о запуске первой серии машины, который в июле 1953 года планировали начать на авиазаводе №22. Главный конструктор Андрей Туполев дал своим подчиненным указание: найти возможность снизить массу самолета на несколько тонн, убрав перестраховочные параметры прочности, которые были заложены сверх меры - "на всякий случай". В результате этой борьбы с весом машина стала легче на целых 5 тонн.
Заводские испытания модели "88-2" начались в марте 1953 года, а закончились в сентябре. 28 мая 1954 года самолет был принят на вооружение ВВС СССР под названием Ту-16. Госиспытания показали, что с 3 тоннами бомб машина может пролететь 5760 км при максимальной скорости 992 км/ч и с практическим потолком 12800 метров. При этом максимальный взлетный вес составил 72 тонны. При таких параметрах самолет разбегался с относительной короткой взлетно-посадочной полосы - менее 2000 метров.
В течение 1954 года ВВС получили 70 Ту-16. Тем временем к производству самолета подключили еще два авиазавода: воронежский №64 и куйбышевский №1. За весь период выпуска Ту-16 выходил в 11 модификациях.
В те годы авиация развивалась бурно, машины быстро устаревали, и вряд ли разработчики самолета предполагали, что их творение станет долгожителем. Однако Ту-16 эксплуатировался всю вторую половину XX века и даже вошел в век XXI: хотя в России он был снят с вооружения в 1993 году, но до сих пор используется в армии Китая под названием Xian H-6.
Всего было выпущено более 1500 этих бомбардировщиков. Кроме того, Ту-16 стал прародителем первого советского пассажирского турбореактивного самолета Ту-104. А немного позже на его базе был сконструирован другой пассажирский лайнер - Ту-124.