Samolot rozpoczął loty próbne na rzecz jednostki 1 lutego 1958 roku. 5 maja 1958 roku, awaria śmigła drugiego silnika doprowadziła do katastrofy samolotu, w wyniku której zginęło siedmiu członków załogi i trzech pracowników moskiewskich zakładów lotniczych. Loty Iłów zostały wznowione w jednostce w maju 1959 roku. 10 maja 1958 roku, po zakończeniu prób zakładowych, rozpoczęły się próby państwowe samolotu, które trwały do 20 sierpnia tego samego roku. Rezultatem prób było wydanie świadectwa zdatności do lotów. Komisja kwalifikacyjna zwróciła jednak uwagę na niskie możliwości znajdującego się na pokładzie sprzętu nawigacyjnego. Jego wady utrudniały lub wręcz uniemożliwiały loty na trasach międzynarodowych i w trudnych warunkach pogodowych.
Produkcja seryjna Seryjne samoloty Ił-18A różniły się wykończeniem od prototypu. Dzięki re-aranżacji wnętrza i usunięciu przedniego bagażnika, wzrosła liczba foteli. Na pokład maszyny mogło wejść 89 pasażerów. Od początku, dawały znać o sobie, co podkreśliła w swoim raporcie państwowa komisja przyjmująca samolot po próbach państwowych, problemy z systemami nawigacyjnymi samolotu. Przeznaczony dla maszyny nowy radar RPSN-3 Emblema charakteryzował się dużą awaryjnością. Podobne usterki trapiły pokładowe urządzenia radiowe oraz systemy radionawigacyjne.