Pe-8重型轰炸机使用情况
Pe-8投产后，仅装备在少数部队，即432特别轰炸机团以及补充用的433团，之后，这两个单位分别被改编为746以及890轰炸机团。在作战纪录上，Pe-8比较显著的战斗纪录为1941年8月11日对柏林的轰炸。这场轰炸动用了12架Pe-8，但是因为发动机故障以及迷航等因素，最后仅有4架完成任务，轰炸的宣传作用大于作战实质效果。而此战后，该机低劣的可靠性也由此传到苏军高层，由此在1941年9月以后，苏联飞机再也没有出现在德国领空，并一直延续到1945年。
单纯以Pe-8的技术数据而言，这款飞机的性能与同时期欧美四发重轰炸机接近。但该机糟糕的技术状态，以及苏联空军对于战略轰炸采取了鄙视态度，认为只有帝国主义国家才会使用这种侵略性的战略轰炸机，苏联飞机只要有战术攻击能力就足够，这点对Pe-8产量稀少有重大影响。
后期Pe-8换装新型汽油发动机之后，整体性能也逐渐稳定，但是在租借法案援助的飞机，性能皆超越Pe-8的情况下，这款飞机的存在价值降低，并且在1944年春季之后退出第一线作战任务。
除了轰炸任务以外，Pe-8于其他领域较为突出的事件是在1942年5月19日至6月13日载运苏联外交部长莫洛托夫代表团，自莫斯科飞往伦敦及华盛顿特区与盟军谈判开辟第二战场的相关事宜，途中经过德国领空没有遭遇任何阻拦。二战后，残余的Pe-8于战争结束后转用运输业务并服役到50年代末期退役。
Pe-8重型轰炸机技术数据
名称：Pe-8/TB-7重型轰炸机
首飞时间：1938年7月26日
研发单位：佩特利亚可夫设计局
气动布局：平直翼
发动机数量：四发
飞行速度：亚音速Pe-8/AM-35A
武器装备
（1）两门20mm航炮
(2)两挺7.62mm机枪
(3)两挺12.7mm机枪。
（4）可载4000kg炸弹。
技术数据
乘员：11人
机长：23.2米
翼展：39.13米
机高：6.2米
空重：18,571千克
发动机：4×米库林AM-35的液冷V12发动机
最大起飞重量：35,000千克
性能数据
最大飞行速度：443千米每小时
最大航程：3,700千米.