В 1926 г. были разработаны штурмовые варианты Р-1 с двумя и четырьмя пулеметами на нижнем крыле. НТК ВВС утвердил проекты и рекомендовал к реализации. Соответствующим образом было переоборудовано около десятка машин.

Производство Р-1 неуклонно росло, причем пик выпуска приходился на 1927/28 г. Всего ГАЗ № 1 выпустил 1353 самолета Р-1 различных модификаций, а ГАЗ № 31 — 1679 шт., всего 3032 машин, из которых 2695 Р-1 с М-5 («Либерти 12»), 130 — Р-1СП, 124 — МР-1, 84 — Р1-БМВМ.

Таким образом, Р-1 стал первым массовым советским самолетом. Этому способствовала и сравнительная дешевизна его производства. Например, в ценах 1927 г. стоимость Р-1 составляла 14 500 рублей, однотипного разведчика Р-3ЛД — 40 000 руб., одноместного истребителя И-2бис — 16 000 руб.

К середине 20-х гг. Р-1 считался уже устаревшей машиной, поэтому надо было думать и о дальнейшем совершенствовании машины. Первоначально завод занимался внедрением в конструкцию Р-1 изменений, необходимость которых назрела в ходе эксплуатации самолета. С 1926 г. лонжероны стали коробчатыми, изменился шаг нервюр, повысилось количество клеевых соединений, благодаря чему расход древесины сократился почти в два раза, а машина стала легче. Так появился «улучшенный» Р-1, имевший также обозначения РЛ16ис или Р-1 бис. Менялось оборудование, вооружение.

Машина послужила основой для ряда других опытных разработок.

В конце 1922 г. Н. Н. Поликарпов стал заниматься вопросами создания на базе Р-1 одноместного истребителя-биплана с мотором «Либерти 12», о чем более подробно будет рассказано ниже.

Еще одним самолетом, разработанным на базе Р-1, был разведчик и легкий бомбардировщик Pill с мотором М-5 (автор проекта — М. М. Шишмарев). От Р-1 самолет отличался в основном тем, что его фюзеляж был поднят к верхнему крылу для улучшения обзора вперед-вверх. Задание было получено заводом в марте 1924 г.; предполагалось, что постройка завершится в июле 1924 г., но в итоге самолет был построен лишь спустя год, в июле 1925 г. Во время первого испытания при рулежке Pill потерпел аварию (сломался хвост). Через некоторое время дальнейшие работы над ним были прекращены.

В августе 1924 г. было выдано задание на разработку Р-1 с мотором «Лоррен-Дитрих» мощностью 450 л.с. (Р-1ЛД). Ввиду сложной конфигурации двигателя, выполненного по W-образной схеме, лобовой радиатор стал пятиугольным, возрос его мидель. Машина, имевшая четырехлопастный воздушный винт, вышла на испытания в 1926 г., в ходе которых не показала особых преимуществ перед Р-1 с М-5 (максимальная скорость оказалась равной 205 км/ч).

В мае 1925 г. была предпринята попытка создать на базе Р-1 металлический разведчик с мотором М-5. В сентябре 1925 г. все работы над проектом прекратили, так как металлическое самолетостроение было отнесено к ведению ЦАГИ; Авиатрест лишился права строить металлические самолеты.

С мая 1926 г. на базе Р-1 началось проектирование нового самолета-разведчика с мотором М-5. Машина первоначально обозначалась РЛ-5, затем — Р-16ис, а позже, с сентября 1926 г., — Р-4. Первый проект был близок к Р-1, но второй вариант уже существенно отличался от него. Однако строился первый вариант, так как многие перспективные наработки Поликарпов решил реализовать в проекте нового разведчика с мотором БМВ-VI — несоответствие М-5 времени было для всех очевидно.

18 мая 1928 г. машину (№ 3194) выкатили на летное поле. На испытаниях, проходивших летом 1928 г. (летчик Писаренко), выявились следующие положительные качества Р-4 по сравнению с Р-1: достаточная устойчивость, более удобная подвеска бомб, улучшенное охлаждение мотора, подход к нему, более совершенное оборудование кабины. Очень удачной признана ручка управления самолетом. Однако металлическое шасси, выполненное из мягкой стали, деформировалось. Отмечалось запаздывание на выходе из штопора. Самолет вернули на завод, где провели необходимые доработки, установили более высокое, увеличенное по площади вертикальное оперение (по типу МР-1). Новые испытания подтвердили улучшение летных качеств. В целом Р-4 показал свое преимущество перед Р-1, был рекомендован к серийному производству (на 1928/29 операционный год заводу № 31 было поручено изготовить 60 Р-4), но серийно не строился, так как в том же 1928 г. на испытания вышел более совершенный самолет-разведчик Р-5.

Р-1 сравнительно долго находился на вооружении авиации СССР. Первым подразделением, получившим Р-1, была 1-я отдельная разведывательная эскадрилья имени Ленина, дислоцировавшаяся на Ходынке. 1 июня 1924 г. во время торжественной церемонии, собравшей множество зрителей, эскадрилье были переданы 19 новеньких «с иголочки» самолетов Р-1. Каждая машина эскадрильи имела свое собственное название, написанное на фюзеляже красными буквами, например «Красный Сормовец», «Дзержинский», «Нижегородский рабочий» и др.

Осенью 1924 г. начались поставки Р-1 военным округам.

Следует особо упомянуть 1-ю эскадрилью «боевиков» в Киеве, которая была сформирована в 1927 г. по приказу М. В. Фрунзе для наработки опыта боевого применения авиационных штурмовых частей. Отметим, что вопрос о необходимости введения в состав авиации штурмовиков («боевиков», по терминологии тех лет) дебатировался в высших кругах руководства ВВС в 1924–1927 гг., но тогда к определенному мнению прийти не удалось, хотя Н. Н. Поликарпов и разработал по заданию ВВС 8 проектов самолетов подобного назначения и специализированные штурмовые варианты Р-1. Высокая эффективность штурмовых атак Р-1 была с блеском продемонстрирована на маневрах под Киевом в 1928 г., когда эскадрилья Р-1 (19 машин) под командованием А. А. Туржанского неожиданно, с малой высоты, буквально разгромила находившуюся на марше Бессарабскую горную дивизию. Приглашенные в качестве наблюдателей немецкие офицеры проявили большой интерес к использованию самолетов в этой роли.

В конце 1925 г. Р-1, Р-2, ДН-9, ДН-4 составляли свыше 60 % самолетного парка разведывательно-бомбардировочных подразделений ВВС СССР и четверть учебно-тренировочных (всего 370 машин указанных типов).

В 1928 г. в составе ВВС СССР 31 отряд имел на вооружении разведчики и легкие бомбардировщики Р-1, в 1933 г. — 38, а в ноябре 1932 г. — 43. Ряд подразделений, оснащенных другими машинами, использовали в качестве связных самолеты Р-1. Рост числа подразделений, имевших на вооружении самолеты Р-1, отражал рост общей численности Р-1 в ВВС СССР. Если в конце 1925 г. в ВВС находилось 271 Р-1, то к началу 1931 г. их было уже 1510, да и позже, в 1933 г., хотя Р-1 уже снимались с вооружения, их оставалось достаточно много — 1300 машин. Начиная с 1927 г. Р-1 стали поступать в тренировочные и учебные подразделения ВВС. И хотя с 1930 г. Р-1 стал заменяться в строевых частях более совершенным самолетом Р-5, отдельные экземпляры существовали вплоть до 1935 г.

Первым подразделением морской авиации, получившим в 1927 г. самолет МР-1, стал 55-й отряд ближней разведки в составе ВВС Черноморского флота (г. Николаев). Затем гидросамолеты МР-1 появились на вооружении 51-го и 62-го отрядов Балтийского флота (Ленинград), 65-го отряда Черноморского флота (Севастополь), других подразделений. Всего на Балтике и Черном море находилось, соответственно, 19 и 21 экземпляр МР-1. На этом самолете летали летчики 67-го речного отряда Днепровской военной флотилии. 15 марта 1929 г. началось формирование 68-го отдельного гидроавиационного отряда Амурской военной флотилии на МР-1.

Р-1 и МР-1 пришлось участвовать в локальных войнах и вооруженных конфликтах.

В 1929 г. китайцы захватили принадлежащую СССР Китайскую Восточную железную дорогу (КВЖД), арестовали советских граждан, некоторых убили. Пассивная реакция СССР на происходившие события была воспринята как слабость. Начались нарушения границы, обстрел территории СССР, убийство мирного населения. После неоднократных предупреждений советская сторона решила предпринять ответные меры.

б августа приказом Реввоенсовета была создана Особая Дальневосточная армия (ОКДВА) под командованием В. К. Блюхера.