Летные испытания начались в 1985 г. Первый пуск ракеты был назначен по завершению предстартовых проверок на 12 апреля. Состоялись две попытки пуска, которые закончились отбоем в циклограмме подготовки пуска. Причины отбоя были установлены - они не связаны с бортовыми системами. Отбой давала "земля". Пуск перенесли на 13 апреля. 13 апреля пуск - аварийный: отказала система управления расходом топлива. Второй пуск - в июне этого же года. В результате отклонений в работе рулевых двигателей второй ступени произошел взрыв в конце активного участка. Только в октябре был запущен первый спутник - "Космос-1697". В декабре 1985 г., при четвертом полете ракеты, не сбросился головной обтекатель. Последующие пуски шли удовлетворительно. Были выведены на орбиту спутники из серии "Космос" - 1714, 1767, 1786, 1820, 1871, 1873, 1833, 1844, 1943, 1980, 2082.
Летные испытания ракеты "Зенит" были завершены в 1987 г., в декабре. Председателем Государственной комиссии был Г.С.Титов. В 1988 г., в декабре, комплекс "Зенита" с "Целиной-2" был принят на вооружение.
К октябрю 1990 г. были проведены четырнадцать успешных запусков ракеты 11К77 по программе летных испытаний комплекса, два запуска в составе ракеты-носителя "Энергия" в качестве модулей первой ступени - всего 8 модулей. Итого двадцать две ступени с двигателем РД-170 в полете без существенных замечаний. Надежность системы в принципе подтверждена.
Но 4 октября 1990 г. при плановом запуске с космодрома Байконур (площадка 45) ракеты-носителя "Зенит" на третьей секунде полета произошел взрыв двигателя первой ступени. Ракета упала на пусковую установку и взорвалась. Стартовая пусковая установка была серьезно повреждена.
Причину неудачного пятнадцатого запуска исследовала авторитетная межведомственная комиссия, через несколько месяцев работы пришедшая к заключению, что отказ двигателя произошел вследствие разрушения узла качания газового тракта второй камеры. Наиболее вероятной причиной возгорания явилось попадание во внутреннюю полость узла качания инициатора возгорания в виде вещества органического происхождения с концентрированным выделением тепла при сгорании более 30 килоджоулей. Попадание могло произойти в процессе работ с двигателем после огневых контрольно-технологических испытаний на стенде. Был рекомендован и реализован комплекс организационных и технических мер.
Шестнадцатый пуск 27 июля 1991 г. не состоялся из-за незапуска двигателя первой ступени, в результате за несколько секунд до старта система управления прекратила набор готовностей и возвратилась в исходное состояние. Месячный разбор привел к решению вернуть этот экземпляр ракеты на завод-изготовитель - в НПО "Южное".
Семнадцатый пуск был назначен на 30 августа. Пуск состоялся. Первая ступень отработала свое запрограммированное полетное время. Однако на этапе запуска двигателя второй ступени РД-0120 произошел взрыв. Авария привела к потерям спутника военно-технического назначения. Вновь месячная работа специалистов в комиссии, которая пришла к практически тому же выводу о чистоте трактов окислителя, но уже другого двигателя.
После этой полосы неудач некоторые специалисты и обозреватели были склонны более глубоко оценить возможные причины аварий. Сложилось мнение, что двигатели 1988 г. изготовления были обречены на аварию. Бушующая в это время "перестройка" на ракетных заводах привела к нестабильности производства, утечке квалифицированных кадров в сферы производства, более оплачиваемые. Качество изготавливаемых в эти времена ракетных систем потребовало основательного подтверждения. Престиж этого носителя - вне сомнения.