Два Пе-8 использовались в Летно-исследовательском институте (ЛИИ). Один из них – в качестве авиаматки для испытаний ракетного самолета №5 конструкции Бисновата, другой (№ 42056), выпущенный в 1943 году с двигателями АШ-82ФН, – для испытаний турбореактивного двигателя АЛ-5. На этой машине летчик-испытатель Ю.Т. Алашеев потерпел аварию. 16 июля 1951 года при выполнении посадки разрушился пневматик левого колеса. В результате самолет сгорел, но экипаж успел покинуть машину.