Изготовленные Бе-10 было решено использовать в качестве противолодочных и патрульных самолетов, и их даже оснастили специальной ядерной глубинной бомбой «Скальп». Но в этой роли они оказались неэффективны.
Превосходные летные качества Бе-10 были использованы Хрущевым для пропагандистских целей. Летающие лодки со стреловидным крылом неоднократно на бреющем полете пролетали на параде в Тушино, над Невой и в Севастополе. На Бе-10 было установлено 12 мировых рекордов для летающих лодок, в т. ч. скорость 912 км/ч и высота с грузом в 15 т — 11997 м.
С 1964 г. построенные Бе-10 ржавели на берегу, а в 1968 г. были сняты с вооружения.
Летом 1959 г. 2-я эскадрилья 977-го ОМДРАП приступила к переучиванию экипажей на реактивную летающую лодку Бе-10. Поскольку с озера Палеостоми не обеспечивались безопасные взлеты и посадки этих самолетов, эскадрилью перебазировали в Крым на гидроаэродром озера Донузлав.
С 1 декабря 1959 г. на базе 2-й эскадрильи 977-го полка была сформирована 270-я отдельная дальняя противолодочная авиаэскадрилья, местом дислокации которой стал поселок Мирный на озере Донузлав.
С 1 мая 1961 г. на основании приказа Минобороны СССР № 0028 от 20 марта 1961 г. 270-я ОПЛАЭ ДД была переименована в 270-ю отдельную противолодочную авиаэскадрилью дальнего действия.
В конце июля 1961 г. новые самолеты Бе-10 продемонстрировали широкой публике — они выполнили показательный полет четверкой над Невой на День ВМФ, а в августе того же года — на День воздушного флота над Тушино.
В сентябре 1961 г. на основании приказа Минобороны СССР от 23 апреля 1961 г. 270-я ОПЛАЭ ДД была преобразована в 318-й отдельный противолодочный Констанцский Краснознаменный авиаполк дальнего действия двуэскадрильного состава. На вооружении полка состояли реактивные летающие лодки Бе-10.
7 августа 1961 г. серийный самолет Бе-10 318-го полка, специально доработанный для рекордных полетов, пилотируемый полковником Н.И. Андриевским и летчиком- испытателем Г.И. Бурьяновым, выполнил рекордные полеты с гидроаэродрома Донузлав. Подобные полеты, но уже с экипажем летчиков-испытателей, выполнялись в сентябре того же года. Всего на данном самолете (под гражданским обозначением М-10) было установлено 12 мировых рекордов.
Для несения службы Бе-10 использовались лишь эпизодически. Тем не менее имели место катастрофы. Так, 26 мая 1961 г. на разбеге самолет резко увеличил угол атаки, на малой скорости оторвался от воды, потеряв управление, ударился о воду и разломился. Разлившееся по воде топливо загорелось. Летчик И.А. Занин и штурман Б.А. Головченко погибли, а стрелка-радиста подобрал катер. В 318-м ОМПЛАЛ также произошло три катастрофы, после которых недоверие к самолету резко возросло.
