Совмина СССР № 373-184, предписывавшее устранить на опытном самолете обнаруженные недостатки и установить на нем двигатели АИ-20Д с воздушными винтами АВ-68Д, после чего запустить Ан-8 в серийное производство на авиазаводе № 84 Ташкентского совнархоза (ныне ТАПО им. В.П. Чкалова). Двигатель АИ- 20 был запущен в серию сразу на двух заводах: Запорожском и Пермском.
30 октября 1957 г. экипаж в составе командира Я.И. Верникова, второго пилота В.А. Калинина, штурмана П.В. Кошкина, бортрадиста М.П. Фролова, борттехника А.А. Круца и бортмеханика М.И. Чеснокова впервые поднял модифицированную «восьмерку» в воздух. Затем начались заводские испытания, которые из-за доводки силовой установки растянулись более чем на год. Несмотря на большой объем стендовых и летных испытаний двигателя, получить заявленную мощность так и не удалось. Однако Ташкентский авиазавод уже завершал постройку первых 10 серийных экземпляров, поэтому было решено передать в эксплуатацию Ан-8 с двигателями ограниченной взлетной мощности в 5180 э.л.с.
В конце 1958 г. заводской экипаж (Н.С. Гаврицкий, Ю.М. Сорокин, Я.К. Косоухов, А.В. Мягков, В. Демин и Г.Д. Жданов) поднял в воздух первый серийный Ан-8. В июне 1959 г. одну из построенных в Ташкенте «восьмерок» отправили на Госиспытания в ГК НИИ ВВС. Тогда же, по программе этих испытаний в районе Гостомеля проводилось сравнительное парашютное десантирование боевой техники и грузов с Ан-8 и Ан- 12.
В ходе запуска «восьмерки» в серийное производство Ташкентскому авиазаводу, ранее выпускавшему Ил-14, пришлось осваивать новые техпроцессы: штамповку и ковку крупногабаритных деталей, прессование длинномерных профилей, химфрезерование панелей обшивки, изготовление рельсов и кареток механизма выпуска закрылков, сварку каркаса фонаря кабины экипажа и др. В мае 1957 г. на этом предприятии ввели в строй цех изготовления крупногабаритных и длинномерных деталей. Расширили и производственные помещения сборочных цехов.
В целях дальнейшего совершенствования Ан-8 и оказания более эффективной помощи Ташкентскому авиазаводу на этом предприятии приказом ГКАТ от 29 июля 1959 г. был организован филиал ГСОКБ-473. Его возглавил В.Ф. Ерошин, в подчинении которого находилось около 150 человек.
Серийное производство шло нарастающими темпами: если в первый год было выпущено только 10 самолетов, то через два года – уже 75. Всего за 1958-61 гг. построили 151 экземпляр Ан-8. Производство «восьмерок» прекратили в соответствии с Постановлением Совмина СССР от 1 июня 1960 г., «в целях быстрейшего оснащения ВТА военно-транспортными самолетами Ан-12».
На базе Ан-8 были построены две опытные машины и разработано несколько нереализованных проектов. В 1959 г. одну серийную «восьмерку» переоборудовали в топливовоз Ан-8Т, предназначенный для доставки всех видов автомобильных, авиационных и ракетных топлив. Однако проблемы, связанные с пожароопасностью и токсичностью специфического груза
решить не удалось, и этот самолет остался в единственном экземпляре. В 1963 г. еще одну машину оснастили двумя ракетными ускорителями СПРД- 159 тягой по 4300 кгс, которые предназначались для увеличения энерговооруженности самолета при отказе одного двигателя на взлете. Самолет получил обозначение Ан-8РУ. Он прошел Госиспытания. Однако 16 сентября 1964 г. в одном из полетов при имитации отказа одного двигателя произошла катастрофа. Погибли все 7 членов экипажа. После этой трагедии работы по Ан-8РУ прекратили.
Среди нереализованных проектов в наибольшей степени была проработана пассажирская модификация Ан-8 (самолет «Н»). Проектирование машины велось одновременно с основным десантно- транспортным вариантом, от которого решили использовать крыло, оперение, силовую установку и шасси. Новым был только фюзеляж круглого поперечного сечения с герметичным салоном, рассчитанный на 57 пассажиров (30-46 – при повышенном комфорте). Летом 1955 г. антоновское ОКБ посетил первый секретарь ЦК КПСС Н.С. Хрущев, который ознакомился с работами коллектива, в том числе и с натурным макетом изделия «Н». Когда разговор зашел о зарубежных аналогах машины, Антонов сказал, что на Западе самолеты такого класса имеют четыре двигателя, после чего Хрущев предложил строить и «советский самолет» в четырехдвигательном варианте. Вероятно, именно в тот момент Антонов изложил высокому гостю идею, благодаря которой появились на свет пассажирский Ан-10 и транспортный Ан-12. Вскоре работы по «Н» прекратили. В последующие годы на базе «восьмерки» были подготовлены эскизные проекты противолодочного Ан-8М, учебно-штурманского Ан-8Ш, поисково-спасательного Ан-8ПС.
В 1958 г. «восьмерки» стали поступать в полки 12-й Краснознаменной Мгинской военно-транспортной авиационной дивизии (ВТАД): 374-й и 930-й ВТАП 2*, которые базировались соответственно в Туле и Тейково Ивановской обл. В декабре 1960 г. к ним присоединился 229 -й ВТАП (аэродром Иваново-Северный).
14 октября 1959 г. под Тулой произошла первая катастрофа Ан-8. Из-за самопроизвольного стопорения руля высоты в момент выпуска закрылков при заходе на посадку разбился самолет 374-го ВТАП. Погиб почти весь экипаж командира эскадрильи Парфенова – спастись удалось только хвостовому стрелку. В целом, на начальной стадии эксплуатации Ан-8 не вызывал особого доверия у летного состава. Различные происшествия случались достаточно часто, что и не удивительно: как-никак «восьмерка» стала первым отечественным специализированным ВТС. Тем не менее, несмотря на все трудности освоения машины, она все шире применялась для решения задач ВТА. В ноябре 1959 г. в Белоруссии при транспортировке грузов военного назначения на раскисших аэродромах были продемонстрированы вездеходные качества Ан-8. По планам боевой подготовки 12-я ВТАД принимала участие в учениях Туркестанского, Закарпатского и Одесского военных округов. Наиболее массовое применение Ан-8 состоялось во время учений войск стран-участниц Варшавского договора «Стальной щит», которые прошли на территории Польши и ГДР в 1962 г.
В 1965-66 гг. Ан-8 из 930-го ВТАП привлекались для отбора проб воздуха после проведенных в Китае ядерных испытаний. Полеты выполнялись в приграничных районах СССР, при этом самолеты оснащались фильтрогондолами с индикаторами радиоактивности «Лазурь». Дальневосточники летали на разведку над нейтральными водами Японского моря. Как правило, такие задания выполнялись ночью в режиме радиомолчания, что требовало от экипажей высокого летного мастерства и выдержки. Известны случаи, когда базировавшиеся на японских аэродромах истребители США перехватывали Ан-8 и, маневрируя в опасной близости, всячески старались помешать выполнению задания. Иногда в таких перехватах участвовали и южнокорейские летчики.
С 1970 г. в связи с переоснащением парка ВТА новыми Ан-12 около 80 выведенных из эксплуатации Ан-8 передали авиации ВМФ, ПВО, а также в транспортные авиаотряды ряда министерств, в том числе авиапромышленности и гражданской авиации. Например, самолеты использовались авиазаводами
