Su-6/81 skierowano do dalszych prób w Naukowo-Badawczym Instytucie Sił Powietrznych Robotniczo-Chłopskiej Armii Czerwonej (NII WWS RKKA) a prototyp Su-6/82 poddano modyfikacjom zgodnie ze wskazówkami. Samolot otrzymał przesunięty do osi maszyny, mniejszy chwyt powietrza do silnika, automatyczne sloty ułatwiające manewrowanie samolotem na dużych kątach natarcia, uzbrojono w dwa działka WJa-23 i cztery karabiny SzKAS. Pod skrzydłami umieszczono dziesięć wyrzutni pocisków rakietowych RS-82 (po pięć na skrzydło). Tak zmodyfikowany samolot skierowano na próby państwowe w NII WWS RKKA. Badania w locie przeprowadzano w okresie od lutego do marca 1942 roku oraz od kwietnia do maja tego samego roku wykazały, że Su-6 ma większą prędkość maksymalną, stateczność i sterowność niż Ił-2. Jest lepiej od niego uzbrojony ale posiada mniejszy udźwig bomb (o 200 kg) i mniejszy zasięg w porównaniu z konstrukcją Iliuszyna. Wskazano także na konieczność poprawy widoczności z kabiny poprzez podniesienie fotela pilota, dalsze dopancerzenia samolotu, zdublowanie układu sterowania.