Były następnie używane w początkowym etapie wojny niemiecko-radzieckiej, począwszy od ataku Niemiec na ZSRR 22 czerwca 1941. W tym okresie jednak nie były już samolotami nowoczesnymi, a ich osiągi były niewystarczające przeciw nowoczesnym myśliwcom i ponosiły one duże straty, podobnie jak większość radzieckiego lotnictwa, przy tym typ ten był stosunkowo nieliczny. Część została zniszczona lub porzucona na lotniskach. Używane były do prowadzenia bliskiego rozpoznania, a w razie potrzeby jako lekkie bombowce. W późniejszym okresie ocalałe samoloty stosowano przeważnie w nalotach nocnych, w celu zmniejszenia strat. Pozostałe R-10 wycofano ze służby bojowej w 1943 (dwóch fińskich pilotów donosiło o zestrzeleniu R-10 jeszcze w 1944).