Второй самолет для летных испытаний предполагается построить лишь к концу 1963 г.
В результате исследований в ЦАГИ выявлена необходимость удлинения наплывов крыла с 40 до 65 процентов размаха и увеличения угла крутки с целью улучшения характеристик продольной устойчивости <…>, а также сдвига шасси назад с целью обеспечения устойчивости разбега и пробега.
В конструкции самолета выявлены избыточные запасы прочности, что вызывает целесообразность его облегчения.
В связи с этим первые два летных экземпляра самолета не могут быть предъявлены на совместные летные испытания, а третий самолет, полностью отвечающий заданным техническим требованиям, практически еще не строится.
Разработка в ЦАГИ для ОКБ-240 рекомендаций по установке двигателелей НК-8 по бокам хвостовой части фюзеляжа и оптимальные углы срезов устройств входа воздуха в двигатели не закончена.
В.К. Коккинаки отвечает на вопросы Н.С. Хрущева о самолете Ил-62. Справа от первого секретаря ЦК КПСС стоит С.В. Ильюшин
Отработка <…> НК-8 и изготовление его для Ил-62 ведется с отставанием (намечено поставить в июне — июле 1963 года вместо IV квартала 1962 г.). Летные испытания двигателя на летающей лаборатории начаты 26 апреля 1963 года вместо I полугодия 1962 г.
В связи с трудностями в разработке устройства реверса тяги <…> отработка двигателя ведется без него.
Медленно ведутся работы по электросистеме трехфазного переменного тока для Ил-62…
Комиссия <…> решила: <…> о переоборудовании первого летного экземпляра <…> под НК-8 и об установке на нем для летных испытаний нового пилотажно-навигационного оборудования;
— об использовании заканчиваемого постройкой в 1963 году второго экземпляра <…> для отработки силовой установки с НК-8.
Обязать ГКАТ <…> ускорить постройку третьего экземпляра для совместных государственных испытаний».
В том же месяце после осмотра членами Президиума ЦК и ГКАТ Ил-62 подготовили проект постановления правительства о запуске самолета в серийное производство на заводе № 30 и строительстве производственных цехов на филиале предприятия в подмосковных Луховицах.
Однако это предложение не получило поддержки, и серийное производство Ил-62 поручили Казанскому авиационному заводу. Третий экземпляр лайнера, ставший эталоном для серийного производства, поднялся 28 июля 1965 года. Спустя два года завершились государственные испытания.
Первый серийный Ил-62 № 01–01 (СССР-86661) передали на летно-испытательную станцию в январе 1966 года, и 13 февраля экипаж летчика-испытателя Б.В. Машковцева (второй пилот Б.В. Богушевский, штурман В. Борзов, бортинженер Н.И. Мажосов и бортрадист Г.Г. Смирнов) состоялся. В июле машину перегнали в Москву на аэродром ЛИИ, но из-за отсутствия двигателей НК-8 она простояла до поздней осени. В том же году Казанский авиазавод построил шесть Ил-62. В 1967-м построили еще семь машин, в следующем — 17.
Всего завод в Казани выпустил 91 Ил-62.
Одновременно с начавшимся серийным выпуском Ил-62 начались эксплуатационные испытания первых четырех серийных машин. 11 июля 1967 года экипаж летчика Б.С. Егорова выполнил высокоширотный перелет по маршруту Мурманск — Северный полюс — Новая Земля — Свердловск — Москва, лишний раз подтвердив высокую точность навигационного оборудования. Несколько позже самолеты стали комплектоваться модифицированными двигателями НК-8-4 тягой, увеличенной до 10 500 кг.