术数据而言，这款飞机的性能与同时期欧美四发重轰炸机接近，但是由于大清洗的政治正确性之下苏联对于战略轰炸採取的鄙视态度，飞机的研发及生产能量转向战术轰炸为主，这点对Pe-8产量稀少有重大影响；而后期Pe-8换装新型汽油发动机之后整体性能也逐渐稳定，但是在租借法案援助的飞机性能皆超越Pe-8的情况下，这款飞机的存在价值降低，并且在1944年春季之后退出第一线作战任务。除了轰炸任务以外，Pe-8于其他领域较为突出的事件是在1942年5月19日至6月13日载运苏联外交部长莫洛托夫代表团自莫斯科飞往伦敦及华盛顿特