Заводские испытания Ан-12 начались 1 декабря, и спустя 15 дней (16 декабря) 1957 года самолет «Т» (заводской № 7900101) впервые поднялся в воздух, пилотируемый летчиками-испытателями Я.И. Верниковым (ЛИИ) и Г.И. Лысенко (ОКБ-473). В состав экипажа также входили штурман П.И. Уваров, бортинженер И.М. Морозов, бортрадист М.Г. Юров и воздушный стрелок В.Г. Жилкин. Впоследствии к заводским испытаниям подключили вторую машину № 7900102.

Заводские испытания выявили ряд дефектов машины, включая неблагоприятное сочетание запасов боковой и продольной устойчивости. В результате пришлось изменить угол поперечного «V» концевых частей крыла. В первом полете с открытием грузового люка из-за деформации фюзеляжа от аэродинамических сил створки не стали на замки, и посадку пришлось выполнять с открытым люком. Фюзеляж в зоне грузового люка пришлось усиливать.

Спустя полгода после начала летных испытаний самолет собирались передать в НИИ ВВС, но 26 июня 1958 года он потерпел аварию при посадке на Центральном аэродроме им. М.В. Фрунзе, куда его отправили для показа высокому военному начальству.

На подходе к ВПП аэродрома, находящегося почти в центре Москвы, есть масса различных препятствий, требующих от пилотов зачастую проявления высокого мастерства. Так получилось и в этот раз. Командир корабля Г.И. Лысенко, заходя на посадку, выдерживал минимальную рекомендованную скорость планирования. На высоте 25 м над границей летного поля летчик убрал газ средних двигателей. Самолет, потеряв скорость, с небольшим правым креном грубо приземлился в 65 м от полосы. В результате разрушилась правая стойка шасси, погнуты лопасти воздушного винта четвертого двигателя, поврежден планер. Аварийная комиссия быстро разобралась с происшествием и сделала выводы, а самолет потребовал ремонта.

Позже на самолете № 7900102 провели исследования на «срыв», показавшие, что времени от момента срыва до начала установившегося штопора достаточно для оценки создавшего положения и принятия мер для выхода из опасного положения.

Чтобы не терять время на государственные испытания, начавшиеся в июне 1959 года, предъявили серийную машину № 8900305. К тому времени завод в Иркутске освоил серийное производство Ан-12. Ведущими по самолету были инженер И.В. Орлицкий, летчики-испытатели И.К. Гончаров и А.К. Дегтярь.

В заключении акта по результатам государственных испытаний, проходивших с 16 декабря 1958-го по 20 мая 1959 года, отмечалось, в частности:

«Ан-12 с двигателями АИ-20 и винтами АВ-68И государственные испытания выдержал и пригоден для принятия на вооружение. Летно-технические данные в основном соответствуют требованиям постановления Совета Министров и ВВС. Эксплуатация самолета на аэродромах, не имеющих специальных средств запуска двигателей, невозможна, так как на нем не обеспечен автономный запуск двигателей.

И.К. Гончаров — ведущий летчик-испытатель самолета Ан-12 в НИИ ВВС

Считать необходимым ввести в состав экипажа бортового техника и с целью облегчения пилотирования самолета перекомпоновать приборную доску летчиков».

По мнению летчиков-испытателей, облетавших машину, Ан-12 на эксплуатационных режимах доступен пилотам средней квалификации, летавших на Ил-12, Ил-14 и Ту-4 и прошедших специальную подготовку по особенностям полетов на самолетах с ТВД, включая особые случаи. В то же время выявилась недостаточная путевая устойчивость и управляемость на разбеге и пробеге с боковым ветром свыше 8—10 м/с. Оказались недостаточно эффективными элероны и чрезмерными усилия на штурвале от них. Вдобавок проявилась тряска хвостового оперения, передававшаяся на всю машину при приборных скоростях ниже 350 км/ч и углах отклонения руля направления больше 16–18 градусов.

В этом же году на машине № 8900302 испытали вооружение. В отчете по их испытаниям, например, отмечалось, что радиолокационный прицел РБП-3 обеспечивает определение местоположения самолета, его высоту, путевую скорость, угол сноса и данные ветра. С высоты 5000–8000 метров РЛС обнаруживала крупные промышленные и административные центры на удалении 80-120 км, а водные рубежи — на 80 км.

В 1959 году самолет приняли на вооружение под обозначением Ан-12, а после демонстрации машины в 1961 году на воздушном параде в Тушине НАТО присвоил ему кодовое имя «Куб», что в переводе с английского означает «Новичок».

Не стоит думать, что руководство ВВС и Министерства обороны на ура восприняло появление Ан-12. Развернулись споры о надобности этой машины. Вопреки мнению руководителей промышленности заказчик рассуждал иначе. Кое-кто считал, что Ан-8, как более дешевый и требующий меньших затрат металла, вполне обеспечит все потребности вооруженных сил. В конце концов время полностью подтвердило правильность принятого решения о массовом производстве Ан-12, значительно превосходившего предшественника, главным образом по грузоподъемности и более широкой номенклатуре перевозимых грузов. Более того, Ан-12 имел большие резервы по модернизации, и неудивительно, что сразу же был запущен в серию, став на долгие десятилетия основным самолетом военно-транспортной авиации.

Самолет по своим возможностям значительно превосходил первый отечественный военно-транспортный самолет Ан-8. Ан-12 были присущи не только положительные качества, но и недостатки. Существенным из них считалась малая дальность полета, увеличение которой стало одной из главных задач ОКБ-473. К числу первых модификаций относится Ан-12УД (увеличенной дальности). На машине (заводской № 10–07) в грузовом отсеке между 16 и 26-м шпангоутами установили топливные баки емкостью 7600 литров, позаимствованные со стратегического бомбардировщика ЗМ. В результате общий запас топлива на борту достиг 21 870 литров. Увеличили также запас масла и объем кислородных баллонов. Летные испытания (ведущий летчик ОКБ Ю. В. Курлин), проведенные ОКБ совместно с ВТА и ВВС с 20 по 27 октября 1960 года, показали, что дальность с нагрузкой 3000 кг при максимальном взлетном весе возросла на 1900–2000 км и составила 4900 км.

С 1957 по 1962 год завод в Иркутске сдал военным и гражданским заказчикам 187 самолетов Ан-12 и Ан-12А.

Ан-12А и Ан-12Б

Первой серийной модификацией стал Ан-12А, постройка которого началась в 1961 году сразу на двух заводах: № 64 в Воронеже (по 1965 год выпущено 258 машин) и в Ташкенте на заводе № 84 (по 1972 год построено 830 самолетов различных вариантов). На Ан-12А устанавливали двигатели АИ-20А, довели запас горючего до 16 600 литров, разместив в консолях крыла четыре дополнительных мягких бака, и усилили шасси. Последнее позволило поднять полетный вес до 61 000 кг, а грузоподъемность — до 20 тонн. При этом номенклатура грузов расширилась, самолет перевозил самоходные артиллерийские установки СУ-85 весом 15,35 тонны (длина с пушкой — 8,435, ширина — 2,97 и высота — 1,935 метра), но десантировать ее можно было лишь посадочным способом, для чего требовалось захватить аэродром или подходящую грунтовую площадку. Кроме этого, Ан-12 мог транспортировать боевые машины пехоты БМП, автомобили ЗИЛ-131 и МАЗ-200, бронетранспортеры БТР-60.