формировании 10 ночных легкобомбардировочных полков (НЛБАП) на Р-5 и Р-Зет. Технику и личный состав решили набрать из летных школ, у «Осоавиахима» и ГВФ. Этот резерв выглядел внушительно: в школах на 20 сентября числились 1429 Р-5, еще 90 в различных тыловых частях. Около 400 машин сдал «Осоавиахим». Собирали полки очень поспешно. Эти авиачасти были значительно меньше довоенных. В них насчитывалось по 3 эскадрильи, а парк обычно не превышал три десятка машин.
В сентябре 1941 г. Р-5 и Р-Зет Харьковской школы укомплектовали 719-й НЛБАП. Первый боевой вылет он совершил в ночь на 29 сентября на Юго-Западном фронте. В ноябре полк участвовал в разгроме танковой группы Клейста под Ростовом. За первый год войны экипажи этой части совершили 2800 боевых вылетов, уничтожив, по официальным данным, 108 автомашин, 22 артиллерийские и минометные батареи, 14 зенитных установок, 27 складов, 8 эшелонов, свыше 8000 солдат и офицеров.
606-й НЛБАП пришел из Ярославской школы стрелков-радистов. Он включал 27 Р-5 и эскадрилью Р- Зет. В Челябинской школе стрелков-бомбардиров сформировали сразу три полка - 658-й (командир подп-к В.Н. Кулаков-Павлов), 686-й (м-р П.Д. Бондаренко) и 688-й (к-н К.В. Яровой). Эти части получили Р-5, ССС и P-Z. Всего за короткий срок ВВС пополнились 27 полками на Р-5.
Подготовка экипажей в этих частях была довольно слабой. Недоученные курсанты совершали всего по несколько самостоятельных полетов ночью перед отправкой на фронт. Сроки подготовки были весьма сжатыми. Так, 688-й НЛБАП отправился на Западный фронт менее чем через месяц после приказа о формировании, и уже в день прибытия на передовую его машины ушли в первый боевой вылет.
Распоряжением ГКО от 2 ноября предусматривалось формирование уже 60 полков. Боевых машин для этого не хватало, поэтому в список включили и У-2. Взятые из школ и гражданской авиации самолеты, как правило, вооружения не имели. Его собирали на различных складах, а у промышленности в ноябре затребовали 800 пулеметов, 1200 комплектов бомбового вооружения.
Переброска на фронт такого значительного количества техники позволила существенно усилить ВВС, частично возместить потери и общую нехватку бомбардировщиков современных типов. Большую роль сыграли ночные полки в битве под Москвой. Еще в октябре на Западном фронте появился 606-й НЛБАП п-ка Н.С. Виноградова. Он действовал на Юхновском направлении. В первую же ночь его самолеты бросили бомбить мосты и переправы через Угру, Оку и Протву. За месяц боев полк совершил более 800 боевых вылетов, сбросил свыше 7000 бомб. Кроме переправ, целями Р-5 являлись аэродромы, узлы железных и шоссейных дорог, населенные пункты, где отмечалось скопление войск. По советским данным, только этот полк уничтожил 4 моста, 9 переправ, 7 железнодорожных составов, 3 артиллерийские батареи, до 90 автомобилей и 2 самолета на земле. Третий был сбит в воздухе: 7 октября мл. л-т И.С. Денисов таранил немецкий разведчик Hs 126. Несколько позже в бой вступили 615-й и 687-й НЛБАП. На 14 ноября под Москвой из 239 фронтовых бомбардировщиков 157 были легкими ночниками (У-2, Р-5 и Р-Зет), т.е. более 65%.
В общей сложности в битве под Москвой, на Западном и Калининском фронтах принимали участие 8 полков на Р-5. В качестве легкого бомбардировщика Р-5 имел ряд преимуществ перед У-2. Во-первых, дальность. Радиус действия Р-5 с бомбовой нагрузкой 400 кг превышал 300 км (У-2 с нагрузкой 350 кг - около 220 км). Во-вторых, Р-5 почти в 2 раза превосходил У-2 по скорости. В-третьих, он имел штатное стрелковое вооружение, которое частенько пускали в ход и для защиты от немецких ночных истребителей, и для обстрела наземных целей. Так, осенью 1941 г. под Ростовом штурман А. Холостых из 719-го НЛБАП, отстреливаясь, сбил Bf 109.
Весной и летом 1942 г. многие бывшие легкобомбардировочные полки, летавшие на Р-5, превратили в штурмовые, перевооружив на Ил-2. Однако ряд полков сохранял прежнюю материальную часть и ту же тактику. Более того, на фронт прибыли новые полки на Р-5. Так, в Челябинске на этих машинах сформировали 373-й НЛБАП м-ра И.В. Сильвестрова, который 19 ноября отправили на запад.
В мае 1942 г. 218-й НЛБАП п-ка Н.Д. Попова бомбил немцев на подступах к Харькову. Летом того года на фронтах находились в общей сложности 183 Р-5, в том числе 25 на Юго-Западном, 51 - на Брянском, 57 - на Южном. В частности, они действовали на Дону, а затем на подступах к Сталинграду. В Сталинградской битве участвовали 623-й и 719-й НЛБАП. В январе 1943 г., во время наступления, Р-5 2-й воздушной армии доставляли горючее танкам Воронежского фронта.
В 1942-43 гг. большое значение придавалось связи с партизанами. Туда летали и экипажи транспортных полков ГВФ, и летчики авиации НКВД. В этих рискованных рейсах Р-5 зачастую демонстрировали чудеса живучести. Например, в июле 1943 г. самолет, пилотируемый В.Н. Тезиковым, при посадке на площадке белорусских партизан в Селявщине подорвался на мине и повредил хвост. Машину удалось отремонтировать на месте, и Тезиков все-таки вывез 6 раненых партизан. При посадке в той же Селявщине сломался конец одной из лопастей винта на Р-5 к-на Кузнецова. Летчик симметрично отпилил вторую лопасть и вернулся домой. Самолет ст. л-та Камышева из 1-го отдельного полка НКВД при посадке у партизан ударился о дерево. На поврежденный лонжерон наложили «шину» из срубленной тут же березки, и после разгрузки он улетел.
Во время сражения под Курском Р-5 вели ночную разведку замаскированных соединений противника. Указанный район прочесывали по квадратам. Подозрительные объекты обстреливались из пулеметов, сбрасывали на них мелкие бомбы, чтобы спровоцировать зенитчиков.
В июле 1943 г. на Донбассе Р-5 опять использовали как корректировщики. Они обеспечивали стрельбу тяжелых батарей на подступах к Славянску. Летали вечерами, в сумерках, опасаясь истребителей.
К концу 1943 г. полки ночников полностью перешли на У-2. Р-5 оставалось все меньше, их окончательно переключили на вспомогательные задачи: связь, перевозка грузов, а в тылу также буксировка мишеней для воздушной стрельбы. В Саратовской военной авиационной планерной школе эти машины таскали за собой десантные планеры (но только в учебных целях). Много Р-5 до конца войны сохранялось в авиационных училищах. А вот в морской авиации к январю 1944 г. осталось меньше десятка Р-5.
Напоследок Р-5 внесли свой вклад в скоротечную кампанию против Японии. Так, в 17-й воздушной армии имелось звено, которое обеспечивало связь с передовыми частями Забайкальского фронта. Несколько машин входило также в авиацию Амурской военной флотилии. К операциям привлекались и самолеты погранохраны. В Маньчжурии действовал 3-й ЛБАП НКВД на У-2, Р-5 и СБ. На его счету бомбежка г. Джурганхе, уничтожение переправ на р. Ган, налеты на позиции японцев в районе Драгоценки. Восемь Р-5 имел Тихоокеанский флот, но в боях они не участвовали.
Внесли свою лепту в победу и монгольские летчики на Р-5. Кстати, монголы успели повоевать и с китайцами. В апреле 1944 г. экипажи Р-5, И-15 и У-2 совершили около 60 боевых вылетов при поддержке своих войск, вытеснявших с территории страны чанкай- шистских солдат, которые вторглись в Монголию, преследуя повстанцев-казахов. В ходе операций против японцев монгольские Р-5 действовали как штурмовики под Ондорханом, поддерживая продвижение советских и монгольских войск на Калган и Жехе. Это, правда, происходило при практически полном отсутствии в воздухе самолетов противника.
Вскоре после окончания боевых действий против Японии произошло полное списание военных Р-5. Во вторую волну сокращения, весной 1946 г., они уже не попали - видимо, ничего не осталось. В ГВФ на 1 января 1946 г. числились 46 П-5 и ПР-5, в том числе 35 исправных. До конца года их всех списали. Дольше всех оставались в строю П-5 ведомственной авиации. В апреле 1947 г. еще 4 самолета принадлежали Министерству рыбной промышленности, по 3 - тресту «Сельхозаэросъемка» и Главному управлению геодезии и картографии. Последняя информация о летающем П-5 относится к июлю 1948 г. Аэрофотосъемочный самолет пилота Хасанова во время руления по аэродрому в Ташкенте был перевернут ветром, после чего машину списали.