Le MBR-2 est employé à grande échelle lors de la guerre d'hiver entre 1939 et 1940, puis contre l'Allemagne et la Finlande à partir de juin 1941. Il démontre une fiabilité et une robustesse tout le long de ces conflits. Plusieurs MBR-2 reviennent sans encombre de missions après avoir subi des tirs ennemis. Le MBR-2 peut être équipé de roues ou de ski, s'adaptant ainsi à de nombreux terrains d'opération. Face à la pénurie d'avions en état de vol, son armement est adapté dès juin 1941 par les autorités soviétiques pour effectuer des bombardements nocturnes, puis diurnes. Sa faible vitesse, s'il en fait une proie facile pour les chasseurs finlandais ou allemands, le rend adéquat à la chasse contre les sous-marins.