Prowadzono z ich użyciem ćwiczenia w wysadzaniu desantów spadochronowych, w tym zrzucaniu pojazdów pancernych rodziny BMD (m.in. podczas manewrów Tarcza-76 we wrześniu 1976 roku w Polsce). Używano ich również do transportu sprzętu wojskowego m.in. do Egiptu, Syrii, Iraku (zwłaszcza w ramach operacji Kawkaz podczas wojny w 1973 roku), a także do Angoli i Mongolii (w 1977 roku, podczas napięć w stosunkach z Chinami) i Etiopii. An-22 dostarczały także sprzęt do Kabulu i Bagram na potrzeby radzieckiej interwencji w Afganistanie. W 1987 roku 566. pułk przezbrojono na samoloty An-124 Rusłan.
W lipcu 1970 roku pięć samolotów zostały wysłanych z pomocą humanitarną i sprzętem przeznaczonym do pomocy dla Peru po trzęsieniu ziemi, dokonując jedynego w karierze samolotu grupowego przelotu transatlantyckiego, przez Islandię, Halifax w Kanadzie i Hawanę. Między innymi dostarczono polowy szpital i trzy częściowo zdemontowane śmigłowce Mi-8. Podczas przelotu jednak jeden An-22 (nr SSSR-09303) zaginął 18 lipca nad Atlantykiem po starcie z Keflavíku, z nieustalonych przyczyn (zginęły 22 osoby). Drugi samolot tego typu (nr SSSR-09305) rozbił się 19 grudnia tego samego 1970 roku przy przymusowym lądowaniu w Indiach na skutek awarii śmigła, dostarczając pomoc humanitarną po powodzi w Bangladeszu (zginęło 15 osób).