Выполнение требований ВВС привело к необходимости внести в конструкцию ряд изменений. В частности, пришлось изменить компоновку кабины экипажа. Обеспечение возможности применения бомб калибра до 100 кг потребовало внести изменения и в конструкцию фюзеляжа, что повлекло изменение центровки. В результате нести бомбовую нагрузку самолет мог только при условии, чтобы она находилась на внешней подвеске (соответственно, в первую очередь должен был освобождаться внутренний бомбоотсек, а затем сбрасываться бомбы на наружной подвеске, а не наоборот, как обычно). В результате прототип ББ-22 на испытаниях в феврале 1940 года смог развить скорость только 535 км/ч. Характеристики серийных машин, изготовленных не так тщательно, как опытные образцы, оказались еще ниже. При бомбовой нагрузке 500 кг (в том числе 100 кг на внешней подвеске) скорость самолета не превышала 450 км/ч, что фактически не превосходило показатели «устаревшего» СБ. Однако при этом к новому самолету имелось множество претензий со стороны летного и технического состава как в отношении летных качеств, так и непродуманности установки вооружения, неудобства в обслуживании и низкой надежности машины в целом. Дошло до того, что войсках вскоре стали расшифровывать аббревиатуру ББ как «бесполезный бомбардировщик». Не спасло положение и создание усовершенствованной модификации ББ-22бис, получившей более мощные новые двигатели М-105. Хотя по данным заводских испытаний, скорость возросла до 574 км/ч, эталонный образец для серийного выпуска показал только 540 км/ч. Не удалось при этом и устранить большинство имевшихся недостатков машины.

Уже в начале 1941 года самолет был снят с производства. В общей сложности было выпущено 237 ББ-22 и ББ-22бис, получивших в серии наименования Як-2 и Як-4.

Что же касается разведывательного варианта самолета «22», уже при начальных испытаниях даже при отсутствии большей части необходимого оборудования было отмечено, что «тактическая схема самолета в предъявленном варианте, несмотря на хороший обзор из пилотской кабины, не может быть признана удовлетворительной. Ограниченный обзор из кабины штурмана затрудняет ориентировку и в разведывательном варианте и совершенно исключает наводку самолета штурманом на цель и прицеливание при бомбометании».

Испытания разведчика Р-12 проводились до лета 1944 года. Устранить все недостатки и привести машину в соответствие с требованиями военных так и не удалось.

Справедливости ради стоит упомянуть об имеющемся мнении, что разведчик Яковлева мог стать эффективной машиной, если бы в его развитии пошли путем, аналогичным избранным англичанами при создании de Havilland Mosquito. Единственной защитой полностью лишенного вооружения британского разведчика и бомбардировщика была высокая скорость. Если бы самолет «22» по примеру «москито» был максимально облегчен – в том числе за счет вооружения, – то очевидно, вполне реальным было добиться на нем с двигателями М-105 скорости порядка 600 км/ч, сравнимой со скоростью современных ему истребителей. Однако сегодня это остается лишь предполагать.

Проект двухмоторного тяжелого истребителя изначально предусматривал создание одноместного самолета с мощным вооружением, включающим две 20-мм пушки ШВАК, размещенные под фюзеляжем, и три неподвижных пулемета ШКАС калибра 7,62 мм, причем два из них – в мотогондолах, стреляющие через полый вал винта.

В варианте истребителя на базе самолета «22» сперва предполагалась установка 23-мм пушек ПТБ-23 конструкции Я. Таубина и М. Бабурина, но после снятия пушки с производства и ареста в мае 1941 года Якова Таубина она была заменена на ШВАК. В целом работа над истребителем ББ-22ИС (И-29) достаточно затянулась сперва в связи с тем, что основные усилия КБ уже были направлены на создание легкого одномоторного истребителя, а с началом войны была прервана эвакуацией ОКБ. В процессе заводских испытаний была достигнута скорость 570 км/ч на высоте 5000 м и 470 км/ч у земли, дальность полета равнялась 1850 км, потолок 10 000 м и скороподъёмность 667 м/мин. Работы над И-29 продолжались до 1942 года, когда был начат выпуск тяжелого истребителя Пе-3.