Одновременно провели дополнительные исследования труб из ЗОХГСА в ЦАГИ, которые показали, что, долговременно работая при высоких напряжениях, они склонны к усталостным разрушениям и обладают недостаточным эксплуатационным ресурсом. Для повышения ресурса конструкции требовалось снизить напряжения, например, увеличить площадь поперечных сечений поясов. В течение зимы 1944-45 гг. ремонтная бригада 22-го завода и технический состав 25-й авиадивизии занимались усилением крыльев. Работа оказалась сложной, трудоемкой и длительной, что сказалось на боевом использовании Пе-8. Летать они стали мало, главным образом для поддержания летных навыков экипажей, поэтому потери прекратились, и к маю 1945 г. в строю оставались 32 машины.
Вечером 9 мая 1945 г. в Москве в честь победы в войне провели праздничный салют. Известно, что в городе оказалось недостаточно орудийных установок для создания действительно грандиозного зрелища, и специальные группы военных стреляли из обычных сигнальных ракетниц. Палили и с самолетов, поднятых над Москвой, в том числе с борта Пе-8 (командир Д. Ваулин) из 890-го ДБАП.
Летом 1945 г. основная масса Пе-8 25-й дивизии базировалась на аэродроме в Ор- ше. Именно отсюда для участия в воздушном параде в честь Победы на подмосковный аэродром Быково прибыли 12 Пе-8 из состава 203-го авиаполка (бывшего 25-го Гвардейского). Как известно, этот воздушный парад, назначенный на 19 августа 1945 г., не состоялся из-за плохой погоды. 12 сентября при возвращении бомбардировщиков к месту базирования случилось несчастье. У самолета № 42811 во время прощальной горки над взлетной полосой быковского аэродрома оторвалось правое полукрыло. Экипаж командира эскадрильи Ищенко погиб. При осмотре остальных Пе-8 выявили, что, несмотря на проведенные доработки, прочность лонжеронов центроплана у большинства машин недостаточна. После этого полеты Пе-8 25-й авиадивизии прекратили. В начале 1946 г. их вывели из боевого состава, начали списывать и утилизировать.
Весной 1945 г. один Пе-8 с двигателями М-82 использовали для испытаний самолетов-снарядов «X» (10Х, 14Х, 16Х), разработанных в КБ В.Н. Челомея по типу немецкого ФАУ-1. Самолеты-снаряды «X» подвешивались под крылом бомбардировщика. Испытательные пуски проводили на полигоне в Средней Азии.
Следующий Пе-8 № 4218 по заданию НИИ ВВС превратили в летающую лабораторию для испытаний модификации двигателя АШ-82ФН. Такой мотор установили в носовой части фюзеляжа взамен кабины штурмана.
Пе-8 № 42412, принадлежавший НИИ ВВС, использовали в качестве носителя опытного ракетного самолета «5» конструкции М.Р Бисновата. Самолет подвешивали под правым полукрылом Пе-8. Летные испытания прошли в 1948-49 гг.
Весьма долгой и впечатляющей оказалась служба Пе-8 в Управлении Полярной Авиации (УПА). В 1945 г. в конструкторское бюро Незваля обратился известный полярный летчик И.И. Черевичный с просьбой переоборудовать два Пе-8 для УПА.
Военные выделили пару самолетов с двигателями ALU-82, которые переоборудовали на заводе № 22. С них сняли все вооружение, установили дополнительные топливные баки, пассажирские кабины и транспортные отсеки. Самолеты получили обозначение СССР-Н395 (сер. № 42812) и СССР-Н396 (сер. № 42511). В 1946 г. их приняло УПА как экспедиционные машины. Сразу же для полноценного испытания на них решили выполнить по 2 транспортных рейса. В одном из них (не известно, у какой из машин) отказали 2 двигателя, и летчику Титлову пришлось садиться на вынужденную.
Пе-8 СССР-Н395 был разбит при взлете 7 июня 1947 г. на побережье Северного Ледовитого океана в районе мыса Косистый. Причиной аварии стала ошибка бортмеханика, который на взлете перекрыл топливные краны, и все моторы разом встали. Вину за тяжелую аварию взял на себя командир корабля И.И. Черевичный. Вспомнили об этой машине в 1979 г., когда в СССР началось увлечение подъемом и восстановлением старых самолетов. Борт СССР-Н395 (точнее, его фрагменты) отыскали, и на Ил-76 доставили в авиационный музей в Монино. Однако до восстановления самолета дело не дошло.
Пе-8 СССР-Н396 в 1947 г. включили в состав высокоширотной экспедиции «Север-2». В авиационную группировку этой экспедиции также вошли 6 Ли-2, 4 Ил-12 и 5 С-47. Основной задачей являлся поиск мест для ледовых аэродромов и определение возможности базирования дальней авиации на арктических льдах в случае военного столкновения между СССР и США. Были организованы 4 таких аэродрома в разных районах Арктики: 2 из них действовали ниже 80-й широты, аэродром № 3 находился на 86° 30' с.ш, а № 4 – в районе полюса. Известно, что арктические аэродромы оказались капризными взлетными площадками – еще в ходе экспедиции многие льдины разломало, поэтому пришлось провести срочную эвакуацию техники и персонала.
В последующем для нужд УПА переоборудовали еще три Пе-8: СССР-Н419, СССР-Н550, СССР-Н562. Весной 1948 г. СССР-Н419 под управлением экипажа летчика В.Н. Задкова вошел в воздушную эскадру, включавшую еще шесть Ли-2 и четыре Ил-12, которой руководил И.П. Мазурук. Целью экспедиции называлось исследование района Арктики, известного как «область полюса относительной недоступности». На самом деле экспедиция продолжала поиски надежных ледовых аэродромов для базирования авиации. Через год, в мае 1949 г., Н419 командира корабля В.Н. Задкова в ходе эвакуации экспедиции «Север-4» осуществил беспосадочный перелет Северный полюс-Москва.
Пе-8 СССР-Н550 (Nb 42612, бывший Пе-8 «ОН») в 1950 г. входил в состав Московской авиагруппы особого назначения. В том году самолет был поломан при грубой посадке на о. Диксон (первый пилот Б.Н. Аг- ров, второй пилот С.С. Додонов).
С весны 1950 г. в Полярной авиации начали эксплуатировать Пе-8 СССР-Н562 (№ 42311) с двигателями ALU-73 со снятыми ТК. Этот самолет стал известен тем, что в 1952 г. перевез под своим фюзеляжем вертолет Ми-1 к месту базирования в район полярных зимовок. Прибегать к таким ухищрениям пришлось из-за того, что ресурс несущего винта вертолета не превышал поначалу 200 ч, и добираться своим ходом было неразумно. Борт СССР-Н562 стал самым большим долгожителем среди всех Пе-8. В мае 1954 г. он участвовал в широкомасштабной экспедиции «Северный полюс-4».
