И хотя Пе-8 так и не вписался в масштабные планы советского довоенного строительства, хотя его несколько раз снимали с производства и в итоге построили меньше 100 машин, - боевое применение этих самолетов в ходе Великой Отечественной войны оставило заметный след в истории. Пе-8 бомбили Берлин, Данциг и Кенигсберг, первыми из советских бомбардировщиков подняли 5-тонную авиабомбу и позволили сформировать слетанные и боеспособные соединения, которые впоследствии стали основой стратегической авиации Советского Союза.