27 октября 1966 г. Ан-22 №01-03 открыл счет мировых достижений «Антея». Экипаж летчика-испытателя ОКБ И.Е.Давыдова поднял груз 88,103 т на высоту 6600 м, установив за один полет 12 рекордов. Достигнутый в 1958 г. американцем Дж.М.Томпсоном на самолете Douglas C-133 мировой рекорд (груз 53,5 т на высоту 2000 м) был перекрыт сразу на 34,6 т.

В течение следующего года большой объем летных испытаний посвятили изучению поведения Ан-22 при воздушном десантировании людей и грузов. В этих полетах участвовали три машины; №01-03 и №01-05 производили сбросы в Гостомеле, а №01-06 - на полигоне в районе Кедайняя (Литва). Вначале с высот 1500-2000 м сбрасывали манекены, макеты техники на парашютных платформах с примитивными бумажными и пенопластовыми амортизаторами (ра-кетно-парашютная система РПС, используемая в настоящее время для приземления десантных платформ, тогда только проходила испытания) и болванки массой до 20 т. Затем проводилось десантирование легких танков (15-18 т) с высот 800-1000 м. В результате основные вопросы воздушного десантирования с Ан-22 тяжелых грузов нашли свое решение. В частности, определили диапазон допустимых скоростей полета при сбросе - 310-400 км/ч. Было установлено, что в аварийной ситуации при остановке груза после его страгивания продолжение полета с последующей посадкой возможно при центровке самолета не более 36% САХ. Устойчивую работу вытяжных парашютов площадью 8-14 кв.м удалось обеспечить при длине стренги около 60 м. Поэтапно отработали и внедрили в эксплуатацию методику парашютного десантирования моногрузов массой до 20 т. Кстати, до настоящего времени эта масса является предельной для сброса даже с более тяжелого ВТС АН-124 «Руслан».

В июне 1967 г. «Антей» вновь представили на Парижском авиасалоне. Машина №01-03 не принимала участия в показательных полетах, но, произведя несколько рейсов, доставила в Ле Бурже почти всю советскую экспозицию, включая космический корабль «Восток». Вскоре Ан-22 был публично показан и в Советском Союзе: 9 июля в подмосковном аэропорту Домодедово первые три серийные машины продемонстрировали посадочное десантирование военной техники во время воздушного парада, посвященного 50-летию Октябрьской революции. 17 октября экипаж во главе с Давыдовым вновь удивил мир - на машине №01-03 груз массой 100444,6 кг был поднят на высоту 7848 м. Для загрузки самолета специально изготовили бетонные блоки массой от 6 до 12 т каждый. К настоящему времени абсолютные рекорды грузоподъемности, установленные Ан-22, побиты С-5А и АН-124, однако и сегодня число мировых рекордов «Антея» достигает 41. Двенадцать из них установлены экипажем под командованием Марины Попович. Государственные испытания «Антея» начались в октябре 1967 г. В них приняли участие ведущие специалисты НИИ ВВС: летчик-испытатель А.Тимофеев, штурман-испытатель М.Котлюба, инженер Н.Жуковский и другие. В ходе испытаний было выполнено 40 полетов с целью определения срывных характеристик. По соображениям безопасности, на самолете установили противо-штопорный парашют, фал крепления которого длиной 100 м выдерживал усилие в 50 т. Полеты производились над пустынной местностью в районе Ташкента уменьшенным составом экипажа: командир -Курлин, второй пилот - Кетов, бортинженер - Воротников, выполнявший и работу штурмана и радиста. В результате этих испытаний пришли к заключению, что при правильных и своевременных действиях летчика Ан-22 выходит из сваливания без запаздывания, и поэтому попадание в штопор маловероятно. Для вывода из сваливания достаточно отклонить штурвал «от себя» за нейтральное положение при нейтральных элеронах и РН. Однако полное отклонение штурвала приводит к крутому пикированию и затрудняет вывод самолета в горизонтальный полет. Противо-штопорный парашют в испытаниях так и не был задействован, хотя в одном из полетов его проверили: на горизонтальном участке парашют был выпущен и отстрелен через 8 секунд. Характеристики установившегося штопора в широком диапазоне центровок (16,6-39,5% САХ) исследовали на динамически подобной модели в вертикальной аэродинамической трубе ЦАГИ,