Торжественная выкатка нового самолета, получившего обозначение Ан-8, состоялась в начале февраля 1956 г. Это событие коллектив ОКБ приурочил к 50-летию главного конструктора. Однако при подготовке к первому вылету обнаружилась негерметичность топливных баков, для устранения которой машину пришлось вернуть в цех.
Модель фюзеляжа изд."П" в масштабе 1:10, установленная на Ан-2
Модель фюзеляжа изд."П" в масштабе установленная под крылом Ан-2Ф
Натурный макет изделия "П"
11 февраля летчики-испытатели ЛИИ Герой Советского Союза Я.И. Берников (командир) и В.П. Васин (второй пилот) впервые подняли Ан-8 в воздух. В состав экипажа входили: штурман П.Кондратьев, бортрадист Чижиков, бортинженер И.М. Морозов и ведущий инженер Евдокимов. Взлетев с аэродрома Святошино*, самолет, несмотря на возникшие неполадки в системе управления закрылками, перелетел в Борисполь, где уже на следующий день начались его заводские испытания. Машина испытывалась также в киевском аэропорту "Жуляны" и ЛИИ.
*Аэродром авиазавода № 473.
Первый опытный Ан-8 с двигателями ТВ-2Т
Ведущими летчиками на этом этапе были: Я.И. Берников, Г.И. Лысенко и Ю.В. Курлин. Примечательно, что тогда же состоялась и первая публичная демонстрация самолета - 18 августа опытный Ан-8 принял участие в воздушном параде над Тушино совместно с другой новинкой советской авиатехники Ту-104. 2 октября закончились заводские испытания "восьмерки", и машина была передана в ГКНИИ ВВС на государственные испытания, которые завершились 27 ноября 1956 г.
В ходе испытаний Ан-8 были выявлены неудовлетворительные штопорные характеристики, недостаточная путевая устойчивость, шимми передней опоры шасси и ряд других дефектов. Проблематичным оказалось и использование на самолете ТВ-2Т. Двигательная установка имела ненадежный запуск, неустойчиво работала на больших высотах и обладала малым ресурсом (через 5-10 часов работы прогорали лопатки турбины). Экспериментальные технические решения, заложенные в конструкцию этого двигателя, не позволяли устранить указанные недостатки. В сложившейся ситуации Ивченко предложил заменить ТВ-2Т форсированным вариантом АИ-20 (взлетная мощность 4000 э.л.с.). Исследовав работу этого двигателя на повышенных режимах, ОКБ-478 заявило о возможности создания его модификации АИ-20Д со взлетной мощностью 5500 э.л.с. 4 апреля выходит Постановление СМ СССР № 373-184, предписывающее устранить на опытном самолете обнаруженные недостатки и установить двигатель АИ-20Д, после чего запустить Ан-8 в серийное производство на Ташкентском авиазаводе.

Серийный Ан-8 с двигателями АИ-20Д
В течение полугода опытную машину модифицировали, в частности, увеличили площадь форкиля и установили на фюзеляже противоштопорные интерцепторы, оснастили новыми, существенно более легкими двигателями. После доработок масса пустого самолета уменьшилась на 3 т. В июне 1957 г. КБ начало передачу чертежей Ан-8 на серийный завод.
Модифицированная "восьмерка" взлетела 30 октября 1957 г. Испытания самолета затянулись до 21 ноября 1958 г. Проходили они сложно. Так, в одном из полетов из-за проявившейся перекомпенсации руля направления возникла критическая ситуация, и только мастерство экипажа ГКНИИ ВВС спасло опытную машину. Но основная причина задержки -доводка АИ-20Д. Несмотря на большой объем проведенных стендовых и летных испытаний этого двигателя, получить заявленную мощность не удавалось. Однако Ташкентский авиазавод уже завершал постройку первых восьми серийных экземпляров. Поэтому было принято совместное МАП и ВВС решение о передаче в эксплуатацию Ан-8 с ограничением мощности двигателя до 5180 э.л.с.
Взлетную массу самолета ограничили величиной 38 т (против 42 т для машины с ТВ-2Т). В конце 1958 г. заводской экипаж (Н.С.Гаврицкий, Г.Д.Жданов, Ю.М.Сорокин, А.Н.Мягков) поднял в воздух первый самолет серийной постройки (зав. № 8340101). От опытной эта машина отличалась доработкой ряда систем: управления шасси, дренажа топливных баков, высотной, противообле-денительной. Кроме этого, на ней произвели усиление бортов фюзеляжа в зоне винтов и ограничили углы отклонения РН.