Wynikiem tego, siły powietrzne sformułowały nowe wymagania wśród których znalazła się m.in. potrzeba wzmocnienia uzbrojenia defensywnego. Dokonano tego instalując nowe stanowiska strzeleckie MW-2 oraz MW-3 z karabinami SzKAS. Górne stanowisko karabinu umieszczonego w jarzmie zastąpiono sferyczną wieżyczką MW-3 z pojedynczym karabinem SzKAS oraz zainstalowanymi kompensatorami aerodynamicznymi, których zadaniem było niwelowanie oporu aerodynamicznego wytwarzanego przez lufę karabinu. Dzięki temu broń była w stałym pogotowiu, a kąt ostrzału wynosił 360°. Dolne stanowisko strzeleckie MW-2 umieszczono w luku pod spodem kadłuba i wyposażono w kolankowy celownik optyczny OP-2 poprawiający pole widzenia dolnej półsfery samolotu. Zmiany te zmniejszyły co prawda w niewielkim stopniu osiągi maszyny, wpłynęły natomiast znacznie na zdolność obrony z tylnej półsfery. Niestety, pomimo dobrych rezultatów wyżej przeprowadzonych modyfikacji, modernizacja wprowadzonych już do linii egzemplarzy przeciągała się, tak, że w momencie wybuchu wojny z III Rzeszą większość nadal wyposażona była w przestarzałe stanowiska strzeleckie. thumb|left|Silnik M-103 eksponowany w MLP w Krakowie Równolegle Biuro Konstrukcyjne Tupolewa cały czas pracowało nad rozwojem konstrukcji starając się poprawić jej osiągi.