Jednak z uwagi na fakt iż w samolocie An-72 silniki umieszczone były nad skrzydłami, groziło to dużym ekranowaniem wiązki radiolokatora co radykalnie zmniejszało efektywność jego pracy. Poradzono sobie z tym problemem montując dysk anteny na szczycie statecznika pionowego, przenosząc usterzenie poziome, którego miejsce zajęła antena, na kadłub. Takie umieszczenie anteny i statecznika poziomego w istotny sposób zaburzyło sterowność samolotu, poradzono sobie z tym problemem nadając usterzeniu poziomemu spory wznios oraz zwiększono kąt wzniesienia tylnej części kadłuba.
Prototyp samolotu (oznaczenie SSSR-780151) wystartował w swój pierwszy lot z lotniska w Kijowie, pilotowany przez pilota A. W. Tkaczenkę po 31 miesiącach od rozpoczęcia prac projektowych. Wybudowano w sumie trzy prototypy. Pierwszy był przebudowanym, latającym prototypem An-72, drugi prototyp posłużył do prób statycznych, trzeci był również przebudowanym seryjnym An-72, który rozpoczął testy 28 lutego 1986 roku. Samolot został po raz pierwszy publicznie pokazany w 1987 roku. Rozpad ZSRR zakończył dalsze pracę nad samolotem, którego program budowy został anulowany pod koniec 1990 roku.