В конце февраля 1923 г. Н. Н. Поликарпов был переведен в конструкторскую часть Главкоавиа, и дальнейшей подготовкой серийного производства Р-1 занялся Д. П. Григорович, автор известных морских самолетов, принятый на должность технического директора ГАЗ № 1.
Первый экземпляр был выведен на аэродром в апреле 1923 г. В мае начались испытания. Они показали, что самолет развивает у земли максимальную скорость 207 км/ч (на 7 км/ч больше ДН-9А). Испытания первого образца Р-1 породили сомнения у руководства ВВС в том, что Р-1 подобен ДН-9А. В специальном письме, направленном в июне 1923 г., Д. П. Григорович подтвердил, что Р-1 является фактически другим самолетом, и привел перечень существенных различий в конструкции. Так как испытания показали, что Р-1 получился ничуть не хуже ДН-9А, то с этим ВВС пришлось молчаливо согласиться.
Первые серии Р-1 выпускались с моторами «Либерти 12». Затем на них стали устанавливать моторы М-5. Их конструкцию по трофейному образцу со второй половины 1922 г. начал разрабатывать А. А. Бессонов. Серийно моторы строились на заводах № 2 в Москве и «Большевик» в Ленинграде.
На Р-1 № 2654 с целью проверки мотора был совершен перелет по маршруту Москва-Смоленск-Витебск-Ленинград и обратно. Еще одну проверку мотор М-5 прошел во время перелета Москва-Харьков-Киев-Гомель-Смоленск-Москва на другом Р-1. Его пилотировал Минаков.
Кроме Москвы, Р-1 строились серийно и на ГАЗ № 10 в Таганроге.
В 1925 г. ГАЗ № 1 начал выпускать Р-1 с мотором Сиддлей «Пума». Его конструкцию, а точнее, конструкцию мотоустановки с капотом, разработал вновь вернувшийся на завод в 1924 г. Н. Н. Поликарпов, сменивший перешедшего на ГАЗ № 3 (Ленинград) Д. П. Григоровича. Машина имела следующие обозначения: Р-11, Р-2, 2УС-1, но в документации чаще всего использовались Р-1СП или Р1-СП. ГАЗ № 1 выпустил три серии Р-1СП (№№ 2693–2822), всего 130 машин, из которых 86 в 1925/26 операционном году, а с 1928 г. вновь перешел на постройку Р-1 с М-5. Р-1СП в основном применялись в качестве учебно-тренировочных самолетов.
Для вооружения морских авиационных частей Н. Н. Поликарпов еще с конца 1924 г. начал работу по установке самолета Р-1 на деревянные поплавки. При этом учитывался положительный опыт создания в Англии аналогичных модификаций ДН-4, ДН-9. Однако Управление морской авиации в то время еще не имело твердого взгляда на использование поплавковых самолетов-разведчиков и делало ставку на летающие лодки. Поэтому официальное задание было выдано Н. Н. Поликарпову только в августе 1925 г., несмотря на то что постройка машины в инициативном порядке уже велась на ГАЗ № 1 с марта 1925 г. Самолет получил обозначение МР-1 (в заводской документации встречается и другое: МР-Л1). В конце сентября его постройка с заводским номером 2752 была завершена, и с 19 октября 1925 г. начались летные испытания на гидроаэродроме в Филях, которые проводил летчик В. Н. Филиппов. Они продолжились в Севастополе, так как река Москва уже покрылась льдом. В один из полетов в качестве пассажира отправился сам Н. Н. Поликарпов; на взлете при высоте волны 1,5 м шасси сломалось, самолет затонул, Филиппов и Поликарпов спаслись вплавь. В 1926 г. был построен второй экземпляр (№ 3020), в котором кроме усиленного поплавкового шасси (стойки из стальных труб диаметром 60 мм с дюралевыми обтекателями) было поставлено вертикальное оперение увеличенной площади. Осенью М. М. Громов поднял его в воздух. Этот экземпляр прошел испытания, и с 1927 г. началось его серийное производство на ГАЗ № 10 в Таганроге (в том же году завод получил другое обозначение — ГАЗ № 31). С 1927 по 1929 г. было построено 124 машины.
Два МР-1 постройки ГАЗ № 1 имели металлические поплавки конструкции немецкого инженера Мюнцеля.
Серийный самолет развивал у воды максимальную скорость 176,5 км/ч, достигал потолка 3650 м.
В материалах летных испытаний особо указывалось: «Чрезвычайная чувствительность конструкции к незначительным волнам на взлете и посадке заставляет сделать очень жесткие ограничения в инструкциях по производству полетов на гидросамолетах МР-1, считая его, безусловно, РЕЧНЫМ».
Несмотря на потребность, выпуск учебно-тренировочных Р-1 СП ограничивался наличием моторов, уже не выпускавшихся серийно. Был построен один Р-1 с мотором «Майбах», обозначаемый как Р-11 или 2УМ-2, не имевший, впрочем, большого успеха и оставшийся в единственном экземпляре.
В 1927 г. Н. Н. Поликарпов спроектировал еще одну учебно-тренировочную модификацию с мотором БМВ IV мощностью 230 л.с. Самолет обозначался как Р1-БМВМ или Р1-Б4. На испытаниях, которые проходили в первой половине 1928 г., несмотря на относительно небольшую мощность двигателя, Р1-БМВМ показал неплохие летные характеристики (максимальная скорость у земли при полетном весе 1757 кг достигала 176 км/ч, потолок — 5340 м) и был запущен в серийное производство на ГАЗ № 31.
Хотя машина полностью соответствовала своему назначению, ГАЗ № 31 построил за 1928/29 операционный год всего 83 экземпляра Р1-БМВМ, а затем в эту модификацию стали переделывать снимаемые с вооружения Р-1 с М-5 (около 130 шт.).
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.
