После 11 июля 1938 г. на ВИТ-2 установили долгожданные двигатели М-105. Ктому времени они были еще сырыми и даже не прошедшими полный цикл воздушных испытаний. Однако важно было ускорить процесс оценки ВИТа, поэтому после нескольких полетов с аэродрома в Химках, самолет перелетел на аэродром НИИ ВВС в Щелково. С 13 сентября по 5 октября 1938 г. майор Стефановский выполнил почти весь объем положенных испытаний. Довести их ’ до конца не удалось, ибо после тридцати пяти полетов опытные М-105 полностью выработали свой ресурс, а второй пары таких моторов еще не было. Впрочем, основные характеристики самолета снять успели.

В частности, была получена максимальная скорость 483 км/ч на высоте 4300 м. Эту скорость признали недостаточной – Поликарпов обещал 520-530 км/ч.

Одновременно отмечалось, что ВИТ-2 имеет отличный обзор из всех кабин и большие возможности для совершенствования. Максимальная скорость же позволяет назвать его на то время самым быстроходным двухмоторным советским самолетом. В заключении по госиспытаниям предлагалось в краткие сроки устранить дефекты, не связанные с капитальной переделкой самолета, и продолжить его испытания. В конце декабря 1938 г. ВИТ-2 после доработок вновь был готов, но испытания на некоторое время были приостановлены. Связано это было с гибелью Валерия Чкалова на опытном истребителе И-180 и с болезнью Бориса Кудрина. Наконец, 9 февраля 1939 г. в Химках машину облетал Стефановский, после чего перегнал ее в Щелково. Кроме него с 17 февраля начал летать испытатель НИИ ВВС Михаил Нюхтиков. Летали до марта, получили скорость 500 км/час. Оценки самолета иногда переходили в восторженные. ВИТ-2 имел отличные взлетно-посадочные характеристики, легко летал на одном моторе, да и просто во многом был весьма приятным и удобным самолетом. При рассмотрении вопроса о серийной постройке, оборонительное вооружение по-прежнему предлагалось переделать под пулеметы ШКАС.