Вторая половина 1950-х годов характеризовалась бурным развитием в Советском Союзе авиаперевозок как на внутренних, так и международных авиалиниях. Это было связано не только с повышавшимся благосостоянием советского народа, но и политикой КПСС, наконец-то повернувшейся лицом к народу. Доминировавшие на внутренних, особенно на местных и региональных авиалиниях, самолеты Ил-12 и Ил-14 к тому времени морально устарели. В связи с этим руководство Главного управления Гражданского воздушного флота поставило перед авиационной промышленностью задачу создания современного авиалайнера, не уступавшего по своим показателям зарубежным машинам аналогичного назначения.
В ОКБ O.K. Антонова разработка 32-местной машины (не считая экипажа: двух пилотов, штурмана и бортпроводника), получившей обозначение Ан-24, велась в соответствии с декабрьским 1957 года постановлением правительства. Согласно документу самолет с турбовинтовыми двигателями должен был перевозить 32 пассажира (эквивалентная нагрузка 4000 кг) на расстояние до 400 км или 2400 кг — на 1200 км с крейсерской скоростью 450 км/ч. Максимальная же дальность с нагрузкой 2400 кг — 1200 км. При этом срок передачи самолета на летные испытания не оговаривался.
В ходе проектирования машины не обошлось без оглядки на достижения зарубежных коллег. Наибольшее влияние на проект, судя по всему, оказал самолет F-27 голландской компании «Фоккер». Самолет, выполненный по схеме высокоплан, как нельзя лучше соответствовал взглядам генерального конструктора O.K. Антонова. Да и как иначе? Изобретать что-то новое, когда партия и правительство отвели на создание новой машины лишь два года, означало не оправдать их доверия.
Несмотря на сжатые сроки, в ОКБ не отказались от соблазна применить в самолете новейшие технологии, в частности впервые в стране применили клеесварные соединения панелей обшивки. Время полностью подтвердило правильность выбранного пути, тем более что последний потомок Ан-24 — самолет Ан-32 выпускается до сих пор.
Первый летный экземпляр Ан-24 построили в третьем квартале 1959 года. 20 октября того же года экипаж летчика-испытателя Г. И. Лысенко выполнил первый полет на пассажирском самолете Ан-24 СССР — Л1959. Здесь уместно отметить, что Ан-24, родившийся на пять месяцев раньше Ту-124, стал родоначальником большого семейства самолетов различного назначения и намного пережил своего реактивного конкурента.
К декабрю 1960 года к заводским испытаниям подключился первый самолет, построенный на серийном заводе. На этом этапе испытаний на машине киевского авиазавода № 473 (ныне — «Авиант») изменили обводы мотогондол, сняли подкосы основных опор шасси, увеличили законцовки крыла и сократили время уборки шасси. Это значительно повысило аэродинамическое качество машины, а ее скороподъемность на высоте 1000 метров возросла до 1,2–1,5 м/с при полете на одном двигателе и приблизилась к требованиям ГВФ. На 20–30 км/ч возросла и крейсерская скорость самолета.
Государственные испытания Ан-24 с двигателями АИ-24 и опытными воздушными винтами АВ-72 начались 10 июля и закончились 1 августа 1961 года. Замечаний по их результатам хватало, и устранять дефекты приходилось одновременно с внедрением самолета в серийное производство.
Весной 1962 года экипаж летчика-испытателя Ю. Сорокина поднял в воздух первый серийный Ан-24. Вслед за ним построили 20 машин варианта Ан-24А, рассчитанных на 44 пассажира. Эксплуатационные испытания самолета продвигались с большим трудом из-за большого количества производственных и конструктивных дефектов. Но они оперативно устранялись, и одновременно принимались все меры для повышения ресурса планера и двигателя.
В те годы Ан-24 был единственным в мире самолетом с турбовинтовыми двигателями, приспособленным для эксплуатации на травяных аэродромах с малой прочностью грунта.
В следующем году появился вариант Ан-24Б, вмещавший до 52 пассажиров и ставший самым массовым самолетом этого типа. На базе этой машины впоследствии создали экспортный вариант Ан-24В. Взлетный вес обоих самолетов возрос до 21 000 кг.
Ан-24Б оказался неплохим в эксплуатации, но ему явно не хватало мощности двигателей.
Выполняя пожелания руководства Главного управления ГВФ улучшить взлетно-посадочные характеристики машины, в 1964 году на Ан-24 № 02 провели предварительные заводские испытания зависающих элеронов, но до их внедрения на серийных самолетах дело не дошло. Разбег самолета сократили, установив в правой мотогондоле дополнительный реактивный ускоритель (ТРД) РУ19-300, не только заменивший ранее применявшийся турбогенератор ТГ-16, но и увеличивший энерговооруженность самолета. Новая машина получила обозначение Ан-24РВ.