Однако заказчики потребовали от ОКБ-473 дополнительных заводских летных испытаний для проверки ряда параметров самолета, силовой установки и оборудования. На это ушло свыше шести месяцев. Затем заказчики потребовали провести стендовые государственные испытания двигателя АИ-14РФ с ресурсом 500 часов.
Однако выше 150 часов поднять гарантированную наработку моторов не удалось, и в ноябре в Чкаловской начались государственные испытания. Ведущими по машине были инженеры Соколов-Соколенок (от НИИ ВВС) и Р.А.Теймуразов (от ГосНИИ ГА), а также военные летчики-испытатели А.И.Борзов и А.С.Андреенко. В облетах же участвовало шестнадцать летчиков-испытателей. По их общему мнению, самолет по технике пилотирования оказался достаточно прост и доступен пилотам, летавшим на Ан-2, Як-12 и прошедших подготовку по пилотированию в ряде особых случаев. Устойчивость и управляемость были, в основном, удовлетворительны. Уровень шума в кабине на взлете или первом номинальном режиме работы двигателей оказался велик, но на маршруте значительно снижался и не мешал пилоту и пассажирам. Заданный режим полета в условиях сравнительно спокойной атмосферы выдерживался достаточно просто и не утомлял летчика. В то же время строгое выдерживание курса заставляло пилота довольно часто вмешиваться в управление. Оказались велики усилия на штурвале (20–35 кг) от элеронов и руля высоты, особенно на посадке. Отсутствие противообледенительной системы воздушных винтов снижало безопасность полета в условиях обледенения. Вопреки ожиданию взлетно-посадочные характеристики оказались значительно хуже как обещанных, так и зафиксированных в ходе заводских испытаний. Так, вместо длины разбега и пробега в пределах 60 м получили 90 и 100 м соответственно.
В одной из публикаций О.К.Антонов отметил по этому поводу: «На заводских испытаниях мы сначала выводили двигатели на максимал, затем отпускали тормоза. На госиспытаниях, все наоборот. А инструкцию нарушать нельзя». Из условий безопасного продолжения взлета в случае отказа одного из моторов самолету требовались открытые подходы к ВПП.