Однако самолет ДБ-3Т мог взлетать только с сухопутных аэродромов, создание которых в то время, особенно в условиях дислоцирования Северного и Тихоокеанского флотов, было сопряжено с большими трудностями. Это обстоятельство определило появление в начале 1938 г. нового самолета ДБ-3ТП. Он представлял собой серийный ДБ-3Т, установленный на поплавки самолета ТБ-Ш. Конструкция крепления поплавков к самолету обеспечивала их быструю замену на обычное колесное шасси. В связи с появлением новых нагрузок, характерных для посадочных случаев поплавкового гидросамолета, лонжероны и нервюры крыла, стыковые узлы центроплана с фюзеляжем на самолете ДБ-3ТП были усилены по сравнению с сухопутным торпедоносцем ДБ-3Т. Кроме того, поплавковый вариант имел на борту специальное морское оборудование (донный якорь с кнехтом, якорную лебедку и др.), обеспечивающее эксплуатацию самолета при его базировании на море. Вооружение ДБ-3ТП было таким же, как и у самолета ДБ-3Т.
Летные испытания самолета ДБ-3ТП с двумя двигателями М-86, проводившиеся летом 1938 г., показали, что установка поплавков заметно снизила скорость нового самолета: с нормальной полетной массой 7550 кг и торпедой 45–35-АВ его максимальная скорость стала равной 343 км/ч. По сравнению с сухопутной машиной ухудшились показатели скороподъемности и дальности полета поплавкового самолета. Однако даже в этом случае летно-тактические данные самолета полностью соответствовали предъявленным к нему требованиям и практически не уступали аналогичным данным новейших отечественных лодочных гидросамолетов МДР-5 и МДР-6, проходивших в то время летные испытания. По технике пилотирования новый самолет оказался достаточно простым и мог быть быстро освоен летчиками средней квалификации, прошедшими тренировку на поплавковом разведчике КР-6П.
«Самолет хорош как торпедоносец и морской скоростной бомбардировщик. Он вполне соответствует этим назначениям», — так оценил машину летчик-испытатель Сухомлин. Летчик-испытатель Матвеев дал следующий отзыв: «Ко всем положительным свойствам следует отнести также и хорошую прочность самолета, чувствуется крепость конструкции. Внушительная машина. Вполне достойна быть на вооружении авиации морского флота».
В заключении по результатам государственных испытаний было отмечено, что самолет ДБ-3ТП может быть рекомендован для принятия на вооружение морской авиации в вариантах торпедоносца высотного и низкого торпедометания, скоростного бомбардировщика и дальнего разведчика.
Тем не менее этот самолет серийно не строился. Сказалось усложнение его эксплуатации по сравнению с сухопутным вариантом, особенно на плаву, когда значительно труднее стало подвешивать бомбы, торпеды, обслуживать силовую установку самолета. Кроме того, для нормальной эксплуатации таких самолетов требовалось иметь на берегу слипы, ангары, хранилища для боеприпасов и горючего. В конечном итоге основные усилия были сосредоточены на расширении сети сухопутных аэродромов, и в короткий срок проблема базирования самолетов ДБ-3 была решена на всех флотах.