В том же 1960 году впервые взлетел Ан-14А, пилотируемый летчиком В. А. Калининым. Заводские испытания в целом подтвердили расчетные данные, и в декабре самолет (третий прототип) в пассажирском варианте предъявили на государственные испытания. Но не тут-то было. Представители ГК НИИ ВВС и НИИ ГВФ при приемке самолета в январе 1961 года потребовали от ОКБ-473 провести дополнительные заводские летные испытания для проверки ряда параметров самолета, силовой установки и оборудования. На это ушло свыше шести месяцев. В июне самолет вторично предъявили на государственные испытания, но заказчики потребовали провести стендовые государственные испытания двигателя АИ-14РФ с ресурсом 500 часов.
Однако поднять гарантированную наработку моторов свыше 150 часов тогда не удалось, и пришлось в ноябре в подмосковной Чкаловской начать государственные испытания. Ведущими по машине были инженеры Соколов-Соколенок (от НИИ ВВС) и Р. А. Теймуразов (от НИИ ГВФ), а также военные летчики-испытатели А. И. Борзов и А.С. Андреенко. В облетах же участвовало шестнадцать летчиков-испытателей. По их общему мнению, самолет по технике пилотирования оказался достаточно прост и доступен пилотам, летавшим на Ан-2, Як-12 и прошедшим подготовку по пилотированию в ряде особых случаев. Устойчивость и управляемость в основном были удовлетворительными.
Уровень шума в кабине на взлете или первом номинальном режиме работы двигателей оказался велик, но на маршруте значительно снижался и не утомлял пилота и пассажиров. Заданный режим полета в условиях сравнительно спокойной атмосферы выдерживался достаточно просто и не утомлял летчика. В то же время строгое выдерживание курса заставляло пилота довольно часто вмешиваться в управление.
Оказались велики усилия на штурвале (20–35 кг) от элеронов и руля высоты, особенно на посадке. Отсутствие противообледенительной системы воздушных винтов снижало безопасность полета в условиях обледенения.
Вопреки ожиданию взлетно-посадочные характеристики оказались значительно хуже как обещанных, так и зафиксированных в ходе заводских испытаний. Так, вместо разбега и пробега в пределах 60 метров получили 90 и 100 метров соответственно.
В одной из публикаций O.K. Антонов отметил по этому поводу:
Из условий безопасного продолжения взлета в случае отказа одного из моторов самолету требовались открытые подходы к ВПП. При этом продолжение взлета с закрылками, отклоненными на 20 градусов, оказалось менее безопасным, чем с убранными. Потребная же длина ВПП в этом случае возрастала до 400 м.
На посадке же при высоком выравнивании (1,2–2 м) в конце выдерживания с полностью взятым на себя штурвалом самолет энергично опускал нос и с большой вертикальной скоростью грубо шлепался на три колеса. Исправление высокого выравнивания увеличением оборотов двигателей оказалось невозможным из-за их плохой приемистости. Характеристики при посадке методом «парашютирования» даже не снимались.