Była ona zdolna do przewiezienia 4 ton ładunku lub 37 żołnierzy, lub 33 spadochroniarzy, lub w wersji ewakuacji medycznej 24 rannych na noszach. W celu załadunku i wyładunku na prawej burcie samolotu zainstalowano duże drzwi ładunkowe. W latach 1962–1963 maszyna przeszła próby wojskowe, lecz ich rezultat okazał się być rozczarowujący dla producenta: maszyna nie spełniała wymagań sił powietrznych. Wśród zarzutów pojawiły się problemy zbyt małego zasięgu, brak możliwości desantowania ładunków na spadochronach, brak możliwości załadunku pojazdów wojskowych. Biuro konstrukcyjne zaproponowało modyfikacje samolotu, które miały spełnić oczekiwania wojskowych. Zostały one zaakceptowane do realizacji przez Ministerstwo Przemysłu Lotniczego 13 lutego 1965 roku. Głównym elementem modernizacji był dodatkowy luk o wymiarach 1,4 × 2,72 m, dodatkowe zbiorniki paliwa i zwiększona masa przewożonego ładunku. Jeszcze przed oficjalnym próbami państwowymi nowej wersji, które odbyły się w drugiej połowie 1966 roku, uruchomiono produkcję seryjną. W latach 1966–1969 wybudowano 164 maszyny w wersji An-24T, a w latach 1969–1970 jeszcze 62 egzemplarze wersji An-24RT, z dodatkową jednostką turboodrzutową RU19-300, jednak samolot z powodu niewystarczająco dużej klapy ładunkowej nie znalazł się w masowym użyciu.