Использование Ан-74 по прямому назначению началось еще во время испытаний. Самолет прекрасно подходил для эксплуатации в полярных областях с их «спартанскими» аэродромами и сложными погодными условиями. По утверждению летчика-испытателя С.В. Чайченко, оборудование машины позволяет «выполнять полет по метеоусловиям практически при «двух нулях». Видимости нет, облачность сплошная… Мы на нем могли заходить на посадку с ошибкой 0,5 м… Тем более, что посадочная скорость минимальная – как на машине едешь. Вот чем он хорош».
Именно в тот период была написана одна из самых ярких страниц в биографии самолета. 2 ноября 1988 г. опытный Ан-74, который в очередной раз получил новый номер госрегистрации – СССР-72003, отправился в Антарктиду. Управлял им экипаж летчика-испытателя В.Г. Лысенко, на борту находилась бригада специалистов КМЗ во главе с А.Т. Романюком. Маршрут протяженностью в 17000 км пролег через Италию, о-ва Зеленого Мыса, Бразилию и Аргентину. Во время стоянки в Буэнос-Айресе на борт поднялась группа советских ученых, которой предстояло принять участие в международной инспекции антарктических научных станций. Основной базой «семьдесятчетверки» на шестом континенте стала станция «Молодежная». За время экспедиции дважды пришлось совершать сложнейшие санитарные рейсы, эвакуируя больного советского моряка в аргентинский г. Рио-Гранде и двух разбившихся на снегоходе австралийцев аж в Буэнос-Айрес.
Всего в Антарктиде на Ан-74 выполнили 65 полетов, приземляясь в различных местах, в т.ч. на американо- новозеландской станции «Мак Мерде» и британской «Халли Бей». Очень сложными выдались 6 рейсов по доставке грузов на советскую станцию «Восток», расположенную на полюсе холода и высоте почти 3500 м, причем из-за местных особенностей содержание кислорода там, как на 4200 м в средних широтах. Первый взлет с укатанной снежной полосы получился, что называется, на грани фола. «Начали разбег Скорость 120 км/ч, 130, потом – 110. И снова 120, 130… 110, – вспоминает бортинженер С.А. Круц. – Передняя «нога» все время вязнет в снегу. Двигатели выведены на «максимал», но на той высоте тяга получается существенно меньшей. У самого края полосы на скорости 130 км/ч Лысенко «подорвал» машину. Чтобы она «вспухла», довыпустили закрылки (такой опыт получили еще на Севере), и таким образом удалось уйти с этого аэродрома. В следующих полетах закрылки довыпускали на скорости 100 км/ч, что несколько снизило риск, но все равно не взлеты получались, а цирковые номера». Каждым рейсом удавалось доставить 2,5 т грузов, что раз в десять превышало возможности Ил-14. Будь у Ан-74 лыжное или комбинированное шасси, сложностей было бы меньше Однако лыжи на «семьдесятчетверке» так и не появились, хотя работы над их созданием велись. В целом, антарктический вояж прошел очень успешно. 26 января 1989 г. борт СССР-72003 благополучно вернулся в родной Киев, преодолев за 3 месяца странствий более 100000 км.
