В июле самолет предъявили на совместные Госиспытания (участвовали представители ОКБ и ВВС). Полеты проходили с 17 сентября 1962 г. по 12 июля 1963 г. в районе подмосковного аэродрома Чкаловская. Их выполнял экипаж ГК НИИ ВВС во главе с подп-ком В.С.Елисеевым при участии ведущего инженера м-ра В.А.Анисимова. который потом долгие годы занимался в институте грузовыми самолетами этого семейства. В своем Заключении военные испытатели указали, что Ан-24Т практически соответствует требованиям ВВС и пригоден для принятия на вооружение. Однако первый заместитель командующего ВТА Герой Советского Союза генерал-л-т И.А.Таранен-ко высказал другое мнение. Он считал, что «Ан-24Т не соответствует задачам, возлагаемым на легкие ВТС в современных условиях… по следующим причинам: не обеспечивается парашютное десантирование мелких грузов* и техники; нет достаточной перегоночной дальности (1890 км) и мал практический радиус десантирования (180-225 км на высотах 1000 и 6000 м, соответственно); бортовой люк не позволяет грузить в самолет и транспортировать по воздуху легкую боевую технику в пределах грузоподъемности и габаритов грузовой кабины». Еще одним недостатком машины был фанерный пол, который при перемещении по нему грузов быстро приходил в негодность.
Для устранения этих замечаний ОКБ Антонова предложило оборудовать Ан-24Т десантным люком в низу хвостовой части фюзеляжа, увеличить полезную нагрузку до 5000 кг, установить дополнительные топливные баки, позволяющие повысить перегоночную дальность до 2900 км. Решение по созданию такой модификации МАП принял 13 февраля 1965 г., после чего на опытном производстве антоновской фирмы началось переоборудование серийного Ан-24 №37300602 в военно-транспортный Ан-24Т. Самолет получил и второе обозначение Ан-34, но оно не прижилось. Ведущим конструктором машины назначили В.А.Сумцова.
* Под неприспособленноегью Ан-24Т для десантирования грузов подразумевалось отсутствие на борту средств механизации выброски, прежде всего - транспортера.
Во время доработки в конструкцию самолета и состав его оборудования внесли необходимые изменения, в т.ч. организовали в хвостовой части фюзеляжа между шпангоутами 33-40 грузолюк шириной 1,4 м и длиной 2,72 м, за которым установили два подфюзеляжных гребня. По всей длине нового грузового пола проложили транспортер П-149, на потолке грузовой кабины установили погрузочное устройство, по ее бортам разместили складывающиеся сиденья на 37 солдат, а перед гру-золюком - разделитель потоков парашютистов. Ан-24Т имел взлетную массу 21 т и оснащался двигателями АИ-24Т мощностью на взлетном режиме 2550 э.л.с.
