Подготовка к первому вылету началась под руководством ведущего инженера по испытаниям А.Л.Свидовского. После нескольких рулежек и подлетов в воскресенье, 6 сентября 1949 г., долгожданное событие состоялось. С самого утра на заводском аэродроме собрались руководители предприятия и, несмотря на выходной день, почти все работники. Разбег и отрыв Ан-2 прошли нормально, не вызвав никакой тревоги. Однако при снижении мощности мотора экипаж ощутил несколько толчков, что сильно обеспокоило Лысенко. По его команде бортмеханик Н.И.Бакуменко осмотрел хвостовое оперение, но там все было в порядке.
Сельскохозяйственный Ан-2СХ с опрыскивателем
Ан-2СХ с распылителем типа РТШ и фильтрогондолями системы вентиляции кабины экипажа
Толчки повторились при очередном изменении режима работы двигателя, Вскоре экипаж выяснил, что их причиной были резкие забросы оборотов винта при изменении мощности мотора – дефект регулятора оборотов винта. Проверив устойчивость и управляемость машины. Лысенко повел ее на снижение. И вдруг бортмеханик подал сигнал о пожаре, обнаружив сильный нагрев пола с правой стороны кабины. Вскоре, однако, выяснилось, что причиной нагрева стала открытая заслонка подачи выхлопных газов для обогрева. Ее закрыли, и пол стал заметно охлаждаться. Перед посадкой Лысенко провел Ан-2 над самыми крышами завода и, выполнив горку с разворотом, благополучно приземлился.
После этого вылета программа заводских испытании серийного Ан-2 продвигалась быстро и была завершена к концу сентября. Дела но предприятии значительно улучшились. До мая 1950 г. была выпущена нулевая серия из четырех машин. За этот период главный инженер завода Я К.Руденко. главный технолог А.Г.Ивченко и главный конструктор СКО А.Н.Попов организовали устранение производственных неувязок. Одна из машин нулевой серии поступила в НИИ ВВС и в марте-апреле прошла там контрольные испытания. Затем завод устранил отмеченные военными недостатки и внес ряд изменений в конструкторскую документацию. В итоге Ан-2 несколько изменил свой внешний вид. фонарь кабины пилотов приобрел характерный балконный тип – стал как бы нависать над бортами фюзеляжа, а воздушный винт АВ-9Н-21 с прямыми лопастями был заменен в дальнейшем производстве винтом В-509А-Д7 с саблевидными. Параллельно завод провел технологическое разукрупнение сборки агрегатов самолета на отдельные отсеки, что позволило сократить цикл сборки фюзеляжа с 31 до 8 дней, а крыльев – с 16 до 8 дней. Это дало возможность на минимальных производственных площадях организовать крупносерийное изготовление Ан-2. которое началось в июне 1950 г., а до конца года ужа было построено 46 самолетов.
А Лысенко вернулся в Москву, подготовив для полетов на Ан-2 несколько заводских летчиков-испытателей, в т.ч. В.П.Мареева, который впоследствии поднял в воздух 1494 серийных биплана киевской постройки.
К тому времени директором завода № 473 назначили П.Е.Шелеста, который вполне понимал перспективность соседства своего предприятия с конструкторским бюро. Правда, рассказывая об этом в своих воспоминаниях, он больше акцентировал внимание на выгодах, которые от такого соседства получали бы конструкторы. Он писал, что главной его заботой в Киеве «стало перебазирование сюда ОКБ Антонова. Так как, оставшись без завода, Антонову тяжело было бы реализовать свои планы Во-первых, завод – все-таки какая-то моральная поддержка, во-вторых, и материальная – обеспечение материалами. Таким образом, мы спасли не только самолет Ан-2 – первую антоновскую «ласточку», но и Антонова – как конструктора». Инициативу Шелеста активно поддерживал сам Хрущев, неоднократно лично приглашавший Антонова перебраться на Украину. Первый секретарь ЦК КП(б)У хотел, чтобы и в его республике было авиационное КБ. Надо сказать, что постоянного присутствия конструкторов на заводе требовала сама жизнь – без них об оперативном решении вопросов, связанных с выпуском Ан-2 и его модификаций, не могло быть и речи. В итоге 19 мая 1952 г. МАП издало приказ №563 об организации на киевском авиазаводе представительства ОКБ-153 под руководством Е.К.Сенчука. А 2 декабря вышел приказ МАП №1369 о полном перебазировании ОКБ Антонова в Киев