В сентябре 1927 года проект этой машины был представлен Научно-техническому комитету управления Военно-Воздушных Сил. Затем и сухопутный и морской варианты машины, прошедшие все испытания, запускались в серию. Именно на эту работу и попал Лавочкин. Покинув МВТУ, молодой человек в галифе, ярких кожаных крагах и инженерной фуражке начал работать в серийно-конструкторском отделе туполевского КБ. Занимался он там вопросами прочности. Короткая работа в туполевском КБ раскрыла перед будущим конструктором панораму серьезных дел.
Предшественником АНТ-4, самолета, в подготовке которого к серийному выпуску участвовал Лавочкин, был АНТ-3. В 1926 году, еще до прихода в КБ Семена Алексеевича, он успел снискать себе громкую славу. Это первая туполевская машина, участвовавшая в международном перелете. М.М. Громов облетел на ней всю Европу. Москва – Кенигсберг – Берлин – Париж – Вена – Прага – Варшава – Москва. Таков маршрут этого АНТа, вышедшего на мировую арену.
Спустя три года, на другом самолете Туполева, АНТ-9, гордо названном «Крылья Советов», тот же М.М. Громов совершил по Европе новый выдающийся перелет, а еще через месяц, 21 августа 1929 года, с надписью на фюзеляже «Страна Советов» на старт вышел АНТ-4 (ТБ-1). Впервые в истории советского самолетостроения эта машина (уже не опытная, а серийная) перелетела из Восточного полушария в Западное. Выдающийся перелет проходил под техническим руководством B. М. Петлякова. Экипаж летчика С.А. Шестакова преодолел на АНТ-4 расстояние в 21242 километра за 142 летных часа.
1 ноября 1929 года самолет «Страна Советов» с триумфом приземлился в Нью-Йорке. Американцы встретили его красными флагами и пением «Интернационала». Но это торжественное завершение большой работы проходило уже без Лавочкина. В том же 1929 году он защитил диплом и получил звание инженера.
Лавочкин защитил диплом в конце 1929 года, но приказ № 45, которым дирекция МВТУ объявила об окончании Семеном Алексеевичем (и не только Семеном Алексеевичем) института, был издан 9 февраля 1930 года. Как сообщает Я.К. Голованов, отыскавший этот приказ, в нем перечисляются имена сегодня знаменитые, имена людей, много сделавших для развития советской авиации.
В списке окончивших Московское высшее техническое училище рядом с Лавочкиным будущие академики C. П. Королев и выдающийся прочнист А.И. Макаревский, конструктор И.П. Братухин, под руководством которого спустя полтора-два десятка лет впервые в нашей стране стали строиться малыми сериями геликоптеры, М.А. Тайц, выдающийся инженер-испытатель авиационной техники, сподвижник Лавочкина Л.С. Каменномостский, будущий заместитель А.И. Микояна А.Г. Брунов и многие другие, весьма уважаемые инженеры.
Все они получили путевку в жизнь одним приказом, оформленным настолько небрежно, что даже не у всех числившихся в списке инженеров поставлены инициалы. Меньше всего безвестный канцелярист, готовивший приказ, предполагал, что он работает на историю.
Тему дипломного проекта Лавочкин выбрал трудную – бомбардировщик. На требования к такого рода машинам военные не скупились. Им хотелось, чтобы все было большим – и бомбовая нагрузка, и дальность, и потолок, и скорость. Они мечтали о сильном вооружении для защиты от истребителей противника, чтобы реализовать эти многочисленные требования, нужны были мощные двигатели, а их-то наша промышленность не производила.
И все же не тяжелая авиация стала стихией Лавочкина, хотя в период ученичества ему не раз приходилось сталкиваться с большими машинами. Не они снискали конструктору славу… Творческая судьба Лавочкина оказалась связанной с истребительными самолетами. Ведь становление конструктора Лавочкина и формирование боевого истребителя, поверьте, в этом нет ни малейшей натяжки, продолжались параллельно.