Машина произвела самое благоприятное впечатление, и после приземления командир ласково назвал ее «ласточкой».
Для хорошо налаженного производства освоение новой продукции всегда сопряжено с существенной перестройкой, а для харьковчан этот этап осложнялся еще и своей спецификой. В прежние годы переходы от выпуска Ту-104 к Ту-124, а затем к Ту-134 в какой-то мере облегчала преемственность их конструкций. Теперь же предстояло освоить совсем иной авторский почерк – антоновская школа конструирования существенно отличалась от туполевской. Ан-72 содержал множество таких решений, с которыми специалистам ХАПО прежде не приходилось сталкиваться. Самым наглядным примером является применение в конструкции Ан-72 деталей и узлов из композиционных материалов. Их общее количество превысило 400 наименований, а суммарная масса дошла до тонны.
Ситуация усугублялась тем, что передававшиеся из Киева документация, плазы, шаблоны и технологическая оснастка соответствовали «короткому» Ан-72. На их адаптирование к требованиям серийного производства харьковские специалисты потратили не один месяц, причем многие элементы оснастки попросту пришлось отправить на свалку. Возникали и другие трудности. Так, выпуск деталей из углепластика (створок шасси, грузового люка, различных обтекателей) был задержан на целый год из-за того, что Госплан СССР своевременно не заказал химическим заводам углеволокно. Все это очень болезненно отразилось на темпах освоения самолета на ХАПО.
Агрегаты первого серийного Ан-72 поступили в цех окончательной сборки только в 1985 г. Однако считать, что появился «свет в конце туннеля», оказалось преждевременно. Ведущий инженер ХАПО по «семьдесят второй» Н.М. Панченко вспоминал: 'У нас очень долго не получалась герметичность фюзеляжа из-за большого проема грузолюка. Мы добивались ее, в основном, прокладками и «герметом»… Была даже крупная неприятность – при испытании на герметичность рампу вырвало. Разрушились пороговые замки. Причиной был брак – пережег металла. Когда конструкцию довели, герметичность улучшилась, исключилась и возможность разрушения пороговых замков».
В период освоения серийного производства Ан-72 и на КМЗ, и на ХАПО произошла смена руководителей. После смерти в апреле 1984 г. O.K. Антонова Генеральным конструктором был назначен П.В. Балабуев. В июне 1985 г. вместо вышедшего на пенсию Б.А. Хох- лова Генеральным директором ХАПО стал А.К. Мялица. Оба новых лидера приложили максимум усилий для скорейшего завершения эпопеи по запуску в серию «семьдесят второй». И вот наконец-то 22 декабря 1985 г. в Харькове поднялся в воздух первый серийный Ан-72 (сер. N° 01-01, после покраски в аэрофлотовские цвета – борт СССР-72002). Управлял самолетом киевский экипаж во главе с летчиком- испытателем В.А. Ткаченко.
Самолет N9 01-01 в июле 1986 г. представили на контрольные испытания в ГК НИИ ВВС, в результате которых было подтверждено его соответствие требованиям заказчика. Постепенно производство нового изделия вошло в нормальный рабочий ритм. Ан-72 строился в двух вариантах, которые получили неофициальные обозначения «гр» (грузовой, в заводской документации «72.04») и «с» (салон, «72.10»). Эти самолеты оснащались двигателями Д-36 серии 1А. Собственно легким ВТС являлась грузовая машина, которая позволяла перевозить определенную номенклатуру военной техники, включая автомобиль УАЭ- 3151, некоторые артиллерийские орудия, в т.ч. 122-мм гаубицу Д-30, другие грузы массой до 7500 кг. При воздушном десантировании в грузовой кабине размещались 50 парашютистов на складываемых к бортам и устанавливаемых по ее середине сиденьях. При посадочном – предусматривалась установка на рампе еще одного шестиместного сиденья. Десантно- транспортное оборудование включало две рольганговые дорожки (по 5 секций), устройство принудительного введения в действие парашютных систем и др. В санитарном варианте в грузовой кабине можно было разместить носилки для 24 раненых (2 ряда в 4 яруса), санузел, организовать место медработника. В состав навигационного комплекса самолета входили навигационно- вычислительная система НВС-72 «Тополь» с цифровой вычислительной машиной ЦВМ20-55 и автоматическим картографическим планшетом ПА-4-42, аппаратура ближней навигации «Веер-М», аппаратура навигации и посадки «Курс МП-70», а также другое оборудование, включая радиолокационный комплекс «Буран-72», который позволял решать широкий спектр задач, в т.ч. обзор воздушного пространства, земной и водной поверхностей, выход в точку начала выброски парашютистов или грузов. Важной особенностью самолета стала система автоматического управления САУ-72, значительно облегчавшая пилотирование, особенно на режиме КВП. Она также позволяла заходить на посадку в автоматическом или полуавтоматическом режимах (до высоты 60 м) по сигналам наземных радиомаяков. По данным B.C. Савина, грузовых Ан-72 построили не менее 35 экземпляров.
«Салонов» харьковчане построили гораздо больше – около 60. Такой самолет появился в ответ на пожелания заказчика получить машину для обеспечения деятельности различных штабов. В грузовой кабине устанавливали теплозвукоизоляцию (ТЗИ), дополнительное освещение, кислородное оборудование. Существовали различные варианты внутренних компоновок этих самолетов, но все они не отличались особыми изысками интерьеров: к услугам высших офицеров и генералов были несколько кресел 1-го класса, иногда диван, 1-2 столика, туалет, гардероб, буфет. Как правило, легкая перегородка отделяла первый комфортабельный отсек от второго грузового или оснащенного креслами 3-го класса (до 24 мест). Существовал также вариант, рассчитанный на перевозку 44 военнослужащих, при этом кресла 3-го класса занимали всю грузовую кабину.
После распада Советского Союза некоторые Ан-72 различными путями обрели новых хозяев, которые стремились приспособить их для коммерческих перевозок или превратить в «бизнес-лайнеры». Учитывая новые реалии, специалисты АНТК им. O.K. Антонова разработали и сертифицировали транспортный вариант Ан-72-100 и деловой Ан-72-100Д, которые соответствовали гражданским нормам НЛГС-2 и 3. Однако далеко не все владельцы самолетов решили дорабатывать свои машины легальным путем, и в результате лишь 3 из них, в том числе сер. №№ 15-03 и 02-04, были переоборудованы в Ан-72-100Д. На этих самолетах организовали пассажирские салоны (до 14 мест), санузел, а в хвостовой части сохранили грузовой отсек на 2300 кг груза. Доработку прошла навигационная система, получившая обозначение «Тополь-3» и позволившая летать по международным трассам. Сколько у гражданских эксплуатантов расплодилось контрафактных «семьдесят вторых», установить не удалось.