Yer-2 không phục vụ trong phi đội khi Đức xâm lược vào ngày 22 tháng 6 năm 1941, nhưng trung đoàn ném bom tầm xa 420 và 421 (tiếng Nga: Dahl'niy Bombardirovchnyy Aviapolk-DBAP)đã được thành lập ngay sau đó.Tuy nhiên không phải bất kỳ trung đoàn bay nhiệm vụ hoạt động cho đến khi sau này trong mùa hè. Vào tối ngày 10 tháng 8 những chiếc Yer-2 của DBAP 420, kèm theo Petlyakov Pe-8 của DBAP 432, cố gắng đánh bom Berlin từ sân bay Pushkino gần Leningrad. Sân bay quá ngắn để chứa đầy đủ những chiếc Yer-2, nhưng đã có 3 máy bay dẫn đầu cất cánh. 2 chiếc đánh bom Berlin hoặc ngoại ô của nó, nhưng chỉ có một chiếc trở lại thành công; chiếc khác bị bắn rơi bởi những chiếc Polikarpov I-16 của quân ta khi nó trở lại không phận của Liên Xô và các máy bay thứ ba bị mất tích. Ba phi hành đoàn từ DBAP 420 ném bom Königsberg trong đêm 28-29 tháng 8 và ngày 30 Tháng Tám - 1 tháng 9 từ sân bay Ramenskoye, phía đông nam Moscow.

01 Tháng 10 1941 63 chiếc Yer-2 phục vụ, nhưng chỉ có 34 chiếc hoạt động. Trung đoàn 420th DBAP đã bay 154 phi vụ vào đầu tháng 11 và đã mất ba mươi máy bay hoặc bốn mươi của mình. Hơn một nửa trong số này (19 chiếc) là do thua không chiến. Thiệt hại ước tính rất cao so với mùa thu và mùa đông khi họ không phù hợp cam kết đối với các mục tiêu tiền tuyến chiến thuật của Đức trong trận Moscow ở độ cao thấp và chỉ có mười hai chiếc đã phục vụ trên 18 Tháng ba năm 1942. Vào ngày 4 tháng 8 năm 1942 trung đoàn DBAP 747 chỉ có mười chiếc Yer-2 và nó đã được cam kết một thời gian ngắn trong trận Stalingrad. Những người sống sót đã bay, mặc dù suy giảm con số, cho đến tháng 8 năm 1943 khi những chiếc máy bay cuối cùng đã được chuyển đến các trường của Bộ đội 2 DBAP và DBAP 747.

Các Yer-2 đã được sản xuất lại vào cuối năm 1943, nhưng không ai trong số các máy bay ném bom mới đã được ban hành để chống lại các đơn vị vào 1 tháng 6 năm 1944. Tuy nhiên 42 chiếc phục vụ vào ngày 1 tháng 1 năm 1945 và 101 chiếc vào ngày 10 tháng 5 năm 1945 sau khi chiến tranh kết thúc. Các nhiệm vụ chiến đấu đầu tiên được thực hiện bởi Yer-2 sau khi trở lại sản xuất là một cuộc đột kích vào Königsberg vào 07 tháng 4 năm 1945 bởi các máy bay ném bom thuộc Trung đoàn không quân 327 và 329 (Tiếng Nga: Bombardirovchnyy Aviatsionyy Polk). Nó vẫn phục vụ với các đơn vị không quân tầm xa cho đến khi được thay thế bằng máy bay ném bom bốn động cơ như Tupolev Tu-4 vào cuối năm 1940.