Вслед за этим в октябре 1976 года в филиале НИИ ВВС начался этап государственных испытаний. Надо отметить, что подготовка к ним шла ускоренными темпами не только в Киеве и Ташкенте. В то время на подмосковном аэродроме Чкаловская, на долю которого пришелся основной объем испытаний, реконструировали основную взлетно-посадочную полосу для приема столь тяжелых самолетов, и в течение двух лет Ан-22 летали с короткой второй полосы.
В НИИ ВВС в состав экипажа вошли ведущие летчик-испытатель А. Тимофеев и штурман-испытатель М. К. Кот-люба. Ведущим инженером назначили Н. Жуковского. В ходе испытаний 24 октября выполнили первый дальний перелет на Дальний Восток. Маршрут Чкаловская — Воздвиженка был пройден за 12 часов 9 минут.
Здесь же, в Чкаловской, проводили испытания Ан-22 на парашютное десантирование техники. Было очень удобно. Самолет после взлета, сделав круг, примерно через десять минут оказывался над точкой сброса — бывшим аэродромом Медвежьи озера, превращенным в полигон.
Применение высокоэкономичных двигателей НК-12МА в какой-то мере компенсировало довольно низкое аэродинамическое качество самолета — около 14. Стоимость перевозки одного килограмма груза в течение часа в ценах 1970 года не превышала двух копеек, что позволило
Ан-22 долгое время быть самым экономичным транспортным самолетом.
В 1969 году «Антей» в третий раз продемонстрировали в Париже, но на этот раз не ограничились показом на статической стоянке. Экипаж Ю. Курлина несколько раз показывал Ан-22 в полете, а в одном из них, отключив два двигателя с одной стороны фюзеляжа, прошел над ВПП на высоте 20 метров.
Как уже говорилось, на самолетах первой серии стояли РЛС «Инициатива-4-100». Сначала ее антенна располагалась под правым обтекателем шасси, но впоследствии, из-за искажения диаграммы направленности антенны, ее перенесли в носовую часть, разместив под кабиной штурмана.
Доводка и испытания Ан-22 продолжались до принятия самолета на вооружение в январе 1974 года. Именно в этот период на Ан-22 экипажи летчиков-испытателей И. Давыдова, М. Попович, С. Дедуха, Ю. Романова и командующего ВТА Г. Пакилева установили 40 мировых рекордов, в том числе рекорд скорости полета 584,042 км/ч с грузом 40 т на дистанции 5000 км. Тогда же «Антеи» неоднократно привлекали для решения народно-хозяйственных задач.
Создание «Антея» совпало с открытием в 1965 году Самотлорского нефтяного месторождения в Тюменской области. Из-за отсутствия в том районе железнодорожной сети основная тяжесть по перевозке крупногабаритной тяжелой техники и срочных грузов легла «на плечи» авиаторов, в том числе и на экипажи Ан-22. Первыми проложили путь на Север экипажи испытателей ОКБ O.K. Антонова. В марте 1969 года на самолетах № № 01–01 и 01–03 доставили в Тюменскую область 625 тонн различных грузов, включая газотурбинные электростанции, бульдозеры и другое оборудование. Им довелось обслуживать и другие стройки. Так, в ноябре 1970 года на мыс Шмидта из Ленинграда доставили дизель-электростанцию весом 50 тонн. В том же году экипаж Ю. Курлина выполнил испытательный полет, взлетев в Сургуте с грузом 60 т (два экскаватора) с полосы, покрытой метровым слоем снега.
В годы, когда одной из приоритетных задач, стоявших перед советским авиапромом, было создание сверхзвукового пассажирского самолета, на Ан-22 довелось перевозить фюзеляж Ту-144.
В 1988 году экипажи летчиков-испытателей С. Горбика, Ю. Кетова и Е. Литвиничева на самолетах № 0103 и 0203 доставляли в армянский г. Спитак гуманитарную помощь.
За большие заслуги при испытаниях Ан-22 звания Героев Советского Союза в 1966 году был удостоен Ю. Курлин, а в 1971-м — И. Давыдов.
Ан-22 заходит на посадкуСерийное производство Ан-22 началось летом 1965 года, вскоре после его первого полета, и осуществлялось параллельно с выпуском последних самолетов Ан-12. Значительную роль в освоении Ан-22 сыграл коллектив филиала ОКБ O.K. Антонова, с 1961 года возглавлявшийся П.В. Балабуевым.
Широкое панелирование конструкции планера позволило внедрить прогрессивный метод его сборки по координатно-фиксирующим отверстиям и снизить трудоемкость, и, соответственно, сократились цикл и стоимость сборочных операций. С 1971 года для сварки титановых деталей стали применять обитаемые камеры «Атмосфера-4Т», заполненные аргоном. В результате в ходе серийного производства трудоемкость изготовления самолета снизилась в семь раз.
Первый самолет № 01–03 (СССР — 56391), построенный в Ташкенте в ноябре 1965-го, взлетел 27 января следующего года. Со второй серии самолеты начали комплектоваться системой «Купол-22», обретя свой окончательный облик, а с пятой серии заказчику сдавали модернизированные самолеты Ан-22А.
На Ташкентском авиационном заводе серия самолетов состояла из десяти машин. Всего предприятие выпустило семь серий, причем последняя из них была свернута до восьми самолетов из-за развернувшегося производства Ил-76. Последний 66-й Ан-22 покинул сборочный цех завода в 1975 году, а с учетом двух киевских машин построили 68 самолетов, которых хватило на три авиационных полка из двух эскадрилий.
Первые серийные машины отличались низкими эксплуатационными качествами, и после двух катастроф в 1970 году, когда выяснилось, что они связаны с разрушением воздушных винтов (отрывом лопастей) после наработки свыше 25 часов, «Антей» подвергся большим доработкам. Модернизация коснулась отдельных агрегатов, изменилась компоновка топливной системы, а проводку управления, в целях безопасности, пропустили по обоим бортам фюзеляжа. Тогда же большинство потребителей электроэнергии перевели с постоянного тока на переменный трехфазный. Установили более мощную ВСУ из спарки ТА-6А1, электрический запуск двигателей НК-12МВ перевели на воздушный. В системе управления использовали рулевые приводы, допускающие переключение гидроусилителя на ручное управление. По итогам государственных испытаний в 1972 году приняли решение о запуске Ан-22А в серийное производство.
Последний 66-й серийный «Антей» покинул сборочный цех Ташкентского авиационного завода в 1975 году.
В 1980 году для доставки элементов крыльев Ан-124 из Ташкента в Киев доработали опытный самолет Ан-22ПЗ «Перевозчик» № 01–01. Спустя шесть лет при участии Ташкентского авиационного производственного объединения эту машину восстановили и доработали для транспортировки центроплана самолета Ан-225 «Мрия» из Ташкента в Киев. При этом на нем установили дополнительный киль от самолета Ан-26 с застопоренным рулем поворота, а на фюзеляже — узлы крепления 23-тонных консолей. В конце марта 1993 года эту операцию повторили. На фюзеляже Ан-22 в Киев доставили для Ан-225 центроплан крыла длиной 30 м, шириной 7 м и высотой 2,3 м. Вес агрегата — 45 тонн. Для транспортировки крупногабаритных частей крыльев самолетов Ан-124 и Ан-225, кроме Ан-22: № 01–01 (UR — 64459 списан и в настоящее время находится на территории летно-испытательной и доводочной базы АНТК им. O.K. Антонова в Гостомеле), использовался самолет № 01–03 (UR — 64460).