31 июля рабочие чертежи первого экземпляра были сданы в производство, однако в изготовлении объектов наметилось значительное отставание от графика.

На 29 августа фактическая готовность стендового экземпляра составила 19% при плане 100%; экземпляра для статических испытаний - 33% при плане 100%; 1-го летного экземпляра - 21% при плане 85%; 2-го - 5% при плане 57%.

2 сентября 1940 года Коллегия НКАП рассмотрела вопрос: «О ходе проектирования и постройки опытного самолета ОБШ конструкции т. Сухого». Доклад Павла Осиповича и прения по нему вскрыли следующие причины невыполнения установленных сроков постройки самолета:
-   недостаток квалифицированной рабочей силы;
-   нехватка станочного оборудования;
-   медленное освоение заводом №289 современных технологических процессов;
-   «перенасыщенная» тематика КБ (8 объектов);
-   отсутствие мотора М-71.

Вместе с тем основные претензии Коллегия НКАП высказала в адрес главного конструктора П.О. Сухого и директора завода №289 П.Н. Голубкова.

В соответствии с решением Коллегии был издан приказ НКАП от 13 сентября 1940 года, который обязал П.Н. Голубкова и П.О. Сухого:

«...а) принять все меры, необходимые для выполнения срока выпуска самолета, обеспечив в оперативном порядке получение занаряженного оборудования и материалов.

б) в срочном порядке организовать переквалификацию имеющегося на заводе избытка подсобной рабсилы.

2.  Начальнику Седьмого Главного Управления НКАП:

...б) организовать использование опытной базы завода №135 в помощь заводу №289.

3.  Заводу №39 оказать помощь заводу №289 в деле освоения электронного литья.

4.  Начальнику Восьмого Главного Управления обеспечить сдачу заводу №289 моторов М-71: 1-го экземпляра - 15.IX.1940 года и 2-го экземпляра - 15.Х.1940 г. ...»

По завершению работы Коллегии НКАП, на завод №289 был командирован ведущий инженер 7ГУ НКАП О.В. Малышев. За неделю работы он вскрыл ряд серьезных недостатков в организационной и производственной деятельности руководства завода №289.

14 ноября 1940 года А.И. Шахурин своим приказом освободил П.Н. Голубкова от занимаемой должности, назначив П.О. Сухого директором и главным конструктором завода №289.

Однако и эти мероприятия не способствовали ускорению работ по ОБШ (Су-6), поскольку до середины января 1941 года отсутствовал летный экземпляр мотора М-71. Но и поступивший двигатель имел некондиционные магнето и синхронизатор, пригодные только для работы на земле.

В середине февраля, при отработке шасси на земле, из-за недоведенной гидросистемы было повреждено крыло самолета. После окончания ремонта самолет доставили в ЛИИ НКАП для проведения заводских летных испытаний.

1 марта 1941 года летчик-испытатель завода №289 А.И. Кокин поднял в воздух первый опытный экземпляр самолета Су-6 (заводское обозначение «81» или «А»).

К маю 1941 года по программе испытаний выполнили около десяти полетов, в процессе которых обнаружили и устранили ряд дефектов по силовой установке и системам самолета.

12 мая из-за неисправности гидросистемы не выпустилось шасси, самолет совершил аварийную посадку. После ремонта испытания были продолжены.

В ходе заводских испытаний самолет Су-6 облетали летчики-испытатели ЛИИ НКАП М.Л. Галлай, А.Н. Гринчик, В.П. Федоров и Г.М. Шиянов. Машина оставила у них очень хорошее впечатление. Например, М.Л. Галлай в своем отзыве отметил: «Гармоничность всех рулей между собой, а также между отклонениями и эффективностью каждого руля - очень хорошая, что делает самолет весьма приятным в пилотировании.

Из всех известных мне самолетов по приятности в пилотировании Су-6 занимает второе место (первое принадлежит Нортропу, с которым Су-6 имеет много общего).

В целом самолет производит отличное впечатление — приятный в пилотировании, доступный по своей простоте для летчика средней квалификации, неутомительный в полете».

Заводские летные испытания завершились в августе 1941 года.

В заключении акта по испытаниям отмечалось:

«1. Самолет Су-6 обладает хорошими летными и пилотажными свойствами.

2. Для полного суждения о боевых и летных свойствах самолета Су-6, необходимо установить и отработать пушечное вооружение и наружные подвески для PC».

С 25 сентября по 10 октября 1941 года самолет Су-6 («81») проходил испытания в НИИ ВВС КА. Из-за выработки ресурса мотором М-71 и эвакуации завода №289 испытания остались незавершенными.

В середине декабря 1941 года П.О. Сухой в своем обращении к А.И. Шахурину предложил: «Для технологической отработки и тактической проверки самолета... построить несколько экземпляров Су-6.

Завод №19 имеет 6 свободных моторов М-71, а опытный цех Швецова может свободно изготовить еще столько же моторов и помочь механическими работами при изготовлении самолетов.

Прошу Вашего распоряжения о постройке заводом №289 девяти экземпляров Су-6 М-71 в первой половине 1942 года».

В январе 1942 года это предложение продублировал секретарь Молотовского обкома ВКП(б) по авиапромышленности К. Тарасьев.

В начале января завершили постройку второго опытного экземпляра самолета Су-6 («82»). Для проведения испытаний в г. Молотов прибыла бригада НИИ ВВС КА.

С 15 января по 23 февраля 1942 года летчик-испытатель НИИ ВВС КА майор А.К. Долгов выполнил на нем программу заводских испытаний, 24 февраля самолет перелетел в НИИ ВВС КА (г. Свердловск) для проведения государственных испытаний.

12 марта 1942 года в испытательном полете (32-й с начала испытаний) заклинил мотор М-71, А.К. Долгов благополучно совершил посадку на аэродром.