Samoloty "Jer-2" zostały wprowadzone do lotnictwa radzieckiego w czerwcu 1941 roku. Uzbrojono w nie dwa pułki bombowe specjalnego przeznaczenia – 420 i 421. W początkowej fazie operacji "Barbarossa" samoloty te uczestniczyły w dalekich rajdach na cele na terytorium Niemiec i Polski. W nocy z 10 na 11 sierpnia 1941 roku uczestniczyły, razem z Pe-8, w nalocie radzieckiego lotnictwa na Berlin z lotniska Puszkin. Z powodu nieodpowiedniego lotniska, wystartowały tylko trzy samoloty Jer-2, które zrzuciły po 700 kg bomb, a dwa z nich stracono (jeden na skutek ataku własnych myśliwców). Brały też w udział w bombardowaniu Warszawy.