С середины 1963 года В-8А был возвращен с Госиспытаний в связи с поступлением более совершенного образца машины. В дальнейшем он использовался ОКБ при ресурсных испытаниях и заводской отработке. Прототипу В-8А не суждено было пережить испытания: в январе 1966 года пилотируемый Н. В.

Лешиным вертолет разбился в очередном заводском испытательном полете из-за разрушения подшипника втулки хвостового винта и последовавшей потери управления. Пришедший в ОКБ из военной авиации Николай Лешин имел славу отчаянно смелого летчика, готового к выполнению самых сложных заданий. На испытательной работе с ним то и дело случались всяческие приключения и происшествия — Лешин горел в воздухе, сажал машины с пожаром на борту, выполнял посадки на авторотации и сажал вертолет на воду. В этот раз мастерство и опыт не спасли летчика: не подчинявшаяся управлению машина рухнула на землю, в катастрофе вместе с командиром погибли члены испытательного экипажа И.Н. Дрындин и Ф.И. Новиков.

В-8А в ходе испытаний получил «дизайнерские» обтекатели колес основных стоек шасси. В гондоле справа по борту размещался обогреватель кабин КО-50

Опыт отработки В-8А самым оперативным образом находил применение при постройке третьего экземпляра машины. Как и предусматривалось правительственным заданием, этот образец выполнялся в транспортно-десантном варианте. Военный заказчик, словно спохватившись, всё активнее принимал участие в работе, выдвигая свои требования. По мере продвижения работ всё определеннее вырисовывалась новая доминанта армейского назначения вертолета, в конечном счете ставшая определяющей. «Милитаризация» разработки способствовала продвижению опытно-конструкторских работ и последующему внедрению в серию: Минобороны было более чем обеспеченным ведомством, и заинтересованность столь влиятельного заказчика положительным образом сказывалась на разрешении многих организационных и финансовых вопросов.

Вертолет транспортно-десантного исполнения, выведенный на испытания летом 1963 года, получил наименование В-8АТ. Грузопассажирская кабина машины была оборудована под размещение десанта из 20 человек, размещавшихся на откидных сиденьях вдоль бортов. Грузоподъемность машины позволяла принять еще четырех бойцов в перегрузочном варианте. Размеры грузоотсека позволяли разместить разнообразные типы военной и специальной техники и вооружения, включая артиллерийские системы и популярные в армии ГАЗ-69, что и было опробовано представителями заказчика на макете вертолета. Предусматривалось также оснащение машины вооружением по типу комплекса К-4В, отработанного на вертолете Ми- 4АВ, и также проверенного на макете. Он включал держатели для бомб и блоков реактивных снарядов УБ-16-57 на наружных фермах подвески и пусковые противотанковых управляемых ракет 9М17М «Фаланга» с оборудованием радиокомандной линии наведения. В составе стрелкового вооружения вертолета для поддержки десанта оговаривалось также наличие крупнокалиберного пулемета А-12,7, которым оснащались все отечественные вертолеты этого назначения, включая Ми-4, Ми-6 и Як-24. Под его подвижную установку в носовой части В-8АТ предусмотрели «бойницу», однако до времени вертолет вооружением не комплектовался и она пустовала. Внешне вертолет несколько отличался от предыдущих экземпляров: открывающиеся боковые двери пилотской кабины «автомобильного» типа упразднили, заменив упрощенными сдвижными блистерами, которые при необходимости могли сбрасываться, служа аварийными люками. Боковая дверь грузовой кабины также была заменена сдвижной назад по полету. Навешенные снаружи выходы новой конструкции, может, и проигрывали в отношении эстетики и аэродинамики, но были проще конструктивно и технологично, позволяли выиграть вес и лучше дверей «гражданского образца» отвечали требованиям надежности в эксплуатации. Неудобство прежнего решения распахивающихся в поток дверей выявилась по опыту эксплуатации Ми-4, а на американских армейских вертолетах сдвижные двери давно уже стали неотъемлемой чертой. Сдвижные блистеры и дверь грузовой кабины позволяли открывать их в полете, чтобы осмотреться, принять груз с земли и начать выгрузку десанта с висения, если ситуация не позволяла сесть.

Сообразно военному назначению В-8АТ получил защитную окраску и красные звезды, однако все еще сохранял большие прямоугольные окна грузоотсека «пассажирского» типа. Поскольку задания на правительственный вертолет-салон никто не отменял, весной 1964 года во время прохождения Госиспытаний вертолет В-8АТ прошел переделку, будучи переоборудованным с устройством комфортабельной пассажирской кабины с мягкими креслами, большим диваном и рабочим столиком, а также бытовыми устройствами (так именовался бортовой туалет). От кабины экипажа салон отделялся тамбуром. Вертолет был оснащен также мощным бортовым узлом правительственной связи с радиотелефонной линией. В этой компоновке В-8АТ пробыл недолго и впоследствии его вновь переделали, вернув устройство транспортного варианта для продолжения испытаний. Этой машине довелось отметиться и участием в рекордных полетах: в ходе испытаний летчик В. Колошенко установил на В-8АТ мировой рекорд дальности по замкнутому маршруту 2465,7 км и рекорд скорости на базе 2000 км, равный 201,8 км/час.

Тем временем после известных перемен в руководстве страны отметившийся немалым участием в судьбе вертолета Н. С. Хрущев убыл в отставку. «Главный пассажир» сменился, однако работы по салонному варианту не пропали втуне и продолжались. Очередной экземпляр «восьмерки» был выполнен изначально в правительственном исполнении, получив наименование В- 8АП. Завершенный сборкой в мае 1964 года В-8АП был показан деятелям партийно-правительственного руководства страны. Кроме отделки и комплектации салона, конструктивно он не отличался от В- 8АТ, имея все описанные изменения конструкции. От прежних «изысков» сохранились разве что обтекатели основных стоек шасси, и то на время. Вертолет получил бортовой регистрационный номер гражданского образца СССР-06181. В ходе испытаний на вертолете отрабатывался новый автопилот АП- 34Б с иной схемой подключения и синхронизирующее устройство несущего винта. Новшества позволили улучшить характеристики управляемости вертолета.

Третий опытный вертолет был построен в транспортно-десантном исполнении под наименованием В-8АТ

Отработка погрузки армейского автомобиля ГАЗ-69 в макет кабины вертолет В-8

Именно с участием В-8АП в сентябре 1964 года был начат этап «Б» Госиспытаний вертолета, на который надлежало представить машину практически окончательного исполнения с оговоренной комплектацией оборудования. Месяцем спустя к Госиспытаниям присоединился В-8АТ. В акте по результатам Госиспытаний отмечались отличные летно-технические характеристики и экономичность эксплуатации машины. Грузоподъемность по сравнению с Ми-4 возросла вдвое, скорость — в полтора раза, а производительность, оцениваемая совокупностью этих параметров, выросла в три раза. Совместные государственные испытания вертолета завершились в ноябре 1964 года с положительным заключением и рекомендацией госкомиссии о запуске машины в серийное производство. Одновременно было принято решение о соответствии десантнотранспортного варианта вертолета предъявляемым ВВС требованиям, позволявшим принять его на вооружение.

В роли «лимузина» В-8АП суждено было пролетать недолго: уже следующей зимой его вернули на завод и, выполняя обязательства перед гражданским заказчиком, переоборудовали в пассажирскую машину. Вместо комфортабельного салона в кабине установили 20 мягких кресел, оснастив гардеробом, вентиляцией с регулировкой температуры, допускавшей как обогрев, так и охлаждение воздуха, новой обивкой и звукоизоляцией. В таком виде вертолет в начале года был передан в ГосНИИГА в Шереметьево, где после непродолжительных испытаний, завершившихся в марте 1965 года, также получил высокую оценку. Пассажирский вариант был рекомендован для серийного производства и принятия «Аэрофлотом».