Самолеты перелетели из Красноярска на Диксон и 2 августа 1943 г. начали противолодочное патрулирование. В качестве оружия использовались противолодочные бомбы ПЛАБ-100 и ПЛАБ-50. Единственное боевое столкновение имело место 28 августа, когда Бе-4 бомбили район (в 20 милях от м. Стерлигова), в котором немецкой субмариной был потоплен транспорт «Диксон». Результатов атаки летчики не наблюдали. В конце сентября резко похолодало и начался ледостав. Поэтому 21 сентября 1943 г. экипажи перегнали гидросамолеты по Енисею обратно в Красноярск. К этому времени НЗЗО налетал в Арктике 35 часов 15 минут, а Н331 — 31 час 20 минут.

На Балтике Бе-4 появились в 1944 г., когда первые 9 самолетов вошли в состав 29-й отдельной разведывательной эскадрильи. В начале 1945 г. в ней числилось 10 самолетов Бе-4: №№ 4770205, 4770301, 4770302, 4770303, 4770305, 4770401, 4770402, 4770403, 4770404, 4770405. Задачами гидросамолетов стало ведение противолодочного поиска, а также спасение экипажей со сбитых самолетов.

Например, 22 июля 1944 г., после нанесения удара по немецким кораблям, совершил вынужденную посадку в Финском заливе штурмовик Ил-2 из состава 8-го гвардейского штурмового полка 11-й штурмовой авиадивизии. Самолет быстро затонул, а пилот Кузнецов и стрелок Стрижак перебрались в спасательную лодку и чуть позже были вывезены Бе-4, вылетевшим с аэродрома Гора Валдай.

На 1 января 1945 г. в составе 115-го морского ближнеразведывательного авиационного полка ВВС ТОФ числилось четыре гидросамолета Бе-4 (№ 28808, 28809, 4770201 и 4770203). В боевых действиях против Японии они не участвовали, зато после их окончания подтвердили свое назначение как корабельных разведчиков полетами с катапульт тихоокеанских крейсеров «Калинин» и «Каганович».

Летом 1946 г. прошли опытные испытания Бе-4 в перегрузочном варианте стартами с катапульты ЗК-26 на крейсере «Каганович» и ЗК-2а («Калинин»). В испытаниях участвовал самолет серийный № 4770702, который пилотировал летчик-испытатель капитан В.Ф. Соколов. Самолет снабжался специальными узлами для катапультного старта — цапфами и задними крюками. Пилотская кабина оборудовалась приспособлениями для обеспечения правильного положения летчика и штурмана в кабине во время старта: подлокотниками, подпятниками и подголовниками.

Всего с катапульты крейсера «Калинин» в период с 3 по 12 июля было выполнено 32 старта с болванкой и 13 стартов с самолетом на стоянке корабля при различной силе ветра и с различным полетным весом. С крейсера «Каганович» с 16 по 28 августа было произведено пять стартов на ходу корабля при скорости катапультирования 130 км/ч и максимальном ускорении до 4,5д. Из них один старт с полетным весом самолета 3200 кг и четыре старта с полетным весом 3345 кг.

Любопытно, что в мае 1945 г. вышел приказ Наркома ВМФ об установлении дополнительного вознаграждения летно-техническому составу за старты с катапульты. Так, летчику за первый (контрольный) полет на серийном самолете, полученном на корабль с завода или после капитального ремонта, полагалось 500 рублей. За первый самостоятельный полет на гидросамолете — 150 рублей за первый вылет и по 75 рублей за последующие. Штурману полагалось вознаграждение в размере 75 % от вознаграждения летчика, а техникам — по 50 %.

Впрочем, послевоенная служба Бе-4 оказалась не долгой. С появлением на боевых кораблях радиолокационных станций корабельные самолеты-разведчики быстро утратили свое былое значение. В октябре 1947 г. катапульты демонтировали на всех крейсерах (при достройке заложенных кораблей по пр.68К авиационное вооружение с них снималось), а в декабре 1950 г. на крейсере «Максим Горький» были проведены морские испытания летательного аппарата совершенного другого класса — первого корабельного одноместного вертолета Ка-10.

Как уже отмечалось выше, ЦКБ МС была поставлена задача создать более совершенный разведчик КОР-3. Его эскизный проект был закончен в конце 1940 г. По проекту КОР-3 был выполнен в двух вариантах — летающей лодки и поплавкового гидросамолета. В качестве силовой установки в обоих вариантах предусматривался двигатель М-64Р с мощностью 1200 л.с. Габаритные размеры нового разведчика не превышали аналогичных показателей для КОР-2.

Поплавковый вариант предлагался заказчику, поскольку, лишь незначительно уступая летающей лодке в мореходности, мог приниматься на борт корабля на ходу, его было возможно оборудовать смотровым люком в полу пилотской кабины (что повышало точность бомбометания с пикирования). Кроме того, свою роль сыграло военно-техническое сотрудничество в этот период с Германией и близкое знакомство с основным корабельным разведчиком Кригсмарине двухпоплавковым Аг-196.

Однако быстро выяснилось, что перспективы получения в 1941 г. двигателей М-64 для новых корабельных разведчиков практически нулевые. Поэтому проект КОР-3 был оперативно переработан под серийный двигатель М-87А (взлетная мощность 950 л.с.). Поскольку этот мотор имел значительный реактивный момент, что исключало его использование на одномоторной летающей лодке, прорабатывался только вариант двухпоплавкового гидросамолета.

К этому времени в ОКБ получили материалы испытаний катапульты Н-1 (созданной НИИ-45 и николаевским судостроительным заводом № 198). По данным разработчиков, максимальная взлетная масса стартующего с катапульты самолета могла достигать 3500 кг. Соответственно увеличилась и взлетная масса КОР-3 с 2800 до 3100 кг.

Но на этом совершенствование облика перспективного корабельного разведчика не остановилось. В апреле 1941 г. был представлен обновленный проект КОР-3, получивший теперь еще одно обозначение — Бе-6 (первый с таким названием). Окончательно остановились на схеме летающей лодки в трех вариантах.

Первый — летающая одномоторная лодка с высокорасположенным подкосным крылом. Второй — летающая лодка с высокорасположенным свободнонесущим крылом, опирающимся на пилон лодки. В обоих вариантах использовался двигатель М-89 (взлетная мощность 1200 л.с.). Третий вариант был более «экзотическим» и предусматривал использование двигателя М-107 (взлетной мощностью 1500 л.с.), размещенного внутри корпуса лодки с механической передачей на соосные воздушные винты, вращавшиеся в разные стороны. Такая схема позволяла уменьшить аэродинамическое сопротивление, добиться отсутствия реактивного момента, а также несколько повысить к.п.д. винтов. Однако все работы по КОР-3 были прекращены с началом Великой Отечественной войны.

Дальнейшим развитием КОР-2 и КОР-3 стал проект катапультного разведчика КЛ-145, разработанного в 1945 г. Внешне походя на Бе-4, новый самолет имел несколько увеличенное вертикальное и горизонтальное оперение и крыло большего размаха. На КЛ-145 планировалось установить двигатель АШ-21 и более совершенное бортовое оборудование. Этот корабельный разведчик так и остался в проекте, но во многом он послужил прототипом при создании легкого связного самолета-амфибии Бе-8.

К середине 30-х годов, несмотря на все усилия конструкторских бюро, проектировавших морские самолеты, дела с запуском в серию хорошего дальнего морского разведчика и летающей лодки для Полярной авиации обстояли далеко не лучшим образом. Поэтому руководство страны для выхода из этой ситуации избрало два пути. Во-первых, ускорить разработку современных отечественных самолетов и, во-вторых, одновременно закупить лучшие иностранные образцы, а затем приобрести лицензию на строительство одного из них. В качестве основных партнеров рассматривались прежде всего американские авиационные фирмы, контакты с которыми после установления в 1933 г. дипломатических отношений с США все более и более «набирали обороты».