В ходе испытаний батарея выполнила дневные марши протяженностью 100 км (длительностью 5 ч 40 мин) и 150 км (8 ч) по скользкому, накатанному снежному шоссе. Предполагался и ночной марш на 35 км по лесному проселку, который начался в 2 ч, но из-за тяжелых дорожных условий (глубина снега до 0,5 м) он длился 10 ч и закончился в 12 ч дня, т.е. большая часть пути была пройдена при дневном свете. Хотя средняя скорость составила 3,5 км/ч, фактически на преодоление отдельных участков протяженностью всего 500 м было потрачено до 3 ч.
В ходе испытаний были выявлены: средняя тактическая скорость батареи при движении по шоссе покрытому плотным, накатанным и скользким снегом (фактически гололед), - 19 км/ч; средняя техническая скорость - 22 км/ч; максимальная скорость - 40 км/ч. Средние техническая и тактическая скорости при движении по целине днем и ночью с зажженными фарами были примерно одинаковыми и составляли около 3,5 км/ч. Снежная целина глубиной более 350 мм оказалась практически непроходимой для «Комсомольца», так как он садился на брюхо и буксовал.
С орудием на прицепе тракторы Т-20 по мерзлому песчаному грунту преодолевали подъемы в 25° и косогоры до 25°. При снежном покрове глубиной более 200 мм они из-за буксования не могли преодолеть подъемы более 11°.
В целом тракторы Т-20 «Комсомолец» показали удовлетворительную проходимость на местности, преодолевая присыпанные снегом разрушенные окопы, ямы глубиной 1 м и шириной 3,5 м. Однако их надежность на этих испытаниях оставляла желать лучшего.
Эксплуатационные удобства были охарактеризованы как недостаточные. В частности, указывалось на жесткость сидений, малую длину брезентовых поясов, предназначенных для привязки личного состава (своеобразный аналог современных автомобильных ремней безопасности), и неудачную конструкцию их пряжек. Испытатели носили буденовки, которые цеплялись за тент, что, как отмечалось, «нервирует людей».
В целом, несмотря на букет производственных дефектов, было признано, что до поступления в армию транспортных тракторов СТЗ-5 «Комсомольцы» могут применяться для возки орудий дивизионной артиллерии (исключая 152-мм орудия обр. 09/30 г.), но без передков.
Тракторы-транспортеры Т-20 «Комсомолец» из состава 57-й стрелковой дивизии. Халхин-Гол, август 1939 г.
Тракторы Т-20 «Комсомолец» и танки Т-26 в полосе 8-й армии. 2 декабря 1939 г.
Также отмечалась необходимость создания прицепной повозки для перевозки выстрелов за трактором «Комсомолец», вес которой с грузом не должен был превышать 1,5 т. Такие специальные одноосные прицепы были изготовлены и прошли испытания. Выпуск прицепов, различавшихся конструктивно, осуществлялся на нескольких предприятиях.
Тракторы Т-20 «Комсомолец» получили широкое распространение в Красной Армии и сыграли заметную роль в ее моторизации. Эти машины активно применялись в боевых действиях.
Боевое крещение «Комсомольцы» прошли в 1939 г. на реке Халхин-Гол, где они использовались для буксировки 45-мм противотанковых пушек. Полубронированные тягачи служили в артиллерийских полках 36-й моторизованной дивизии и 57-й стрелковой дивизии (командир - полковник Галанин). В ходе боевых действий на Халхин-Голе были потеряны девять «Комсомольцев».
В ходе советско-финляндской войны 1940 г. «Комсомольцы» применялись, в частности, в качестве тягачей для буксировки 45-мм противотанковых пушек в полосе боевых действий 7-й, 8-й и 9-й армии, а также на Мурманском направлении.
О необходимости широкого использования тракторов «Комсомолец» в ходе боевых действий указывалось в директиве Ставки Главного командования от 9 декабря 1939 г., направленной командующим 14-й, 9-й и 8-й армиями, об использовании артиллерийских частей в наступлении. В этом документе говорилось: «Тактика противника - строить везде заграждения - вызывает необходимость быстрой поддержки пехоты стрелковых дивизий в районе боевых действий артиллерией 45-мм и 76-мм полковой. Без этой поддержки артиллерии невозможно продвинуть вперед пехоту.
Поэтому приказываю там, где 45-мм батареи не могут продвигаться на тягачах «Комсомолец», перевести их на конную тягу. Там, где наоборот, дороги позволяют и при наличии тракторов «Комсомолец» переводить на них 76-мм полковую артиллерию. «Комсомольцы» будут дополнительно присланы в армию».
Так, например, в начале боевых действий в 15-й стрелково-пулеметной бригаде (командир - полковник Гаврилов), находившейся в составе 10-го танкового корпуса в полосе наступления 7-й армии (командующий - командарм 2-го ранга Б. Яковлев, с 9 декабря и до конца войны - К. Мерецков), использовались 24 трактора-транспортера «Комсомолец».