רוב ה-An-8 שנבנו שימשו בחיל האוויר הסובייטי, כאשר שני An-8s שימשו לנחיתה של כוחות מיוחדים כדי לתפוס את שדה התעופה של פלזני במהלך הפלישה לצ'כוסלובקיה
בשנת 1968. אחרים שימשו כמטוס סיור אלקטרוני, ומטוס אחד שימש לדגימות אוויר לאחר ניסוי גרעיני סיני בשנת 1966. הם המשיכו בשימוש בקנה מידה גדול במשימות צבאיות בקו החזית בחיל האוויר הסובייטי עד שנות השבעים, כאשר רבים מהם הועברו מאוחר יותר לאירופלוט לשימוש כמטוסי מטען. בעקבות סדרה של תאונות בתחילת שנות התשעים, האן-8 הוצא משימוש ברוסיה. עם זאת, זה לא היה הסוף של האן-8, שכן מספרים נמכרו בחו"ל עם כמה מטוסים שנצפו עפים במזרח התיכון, ועד לאחרונה, באפריקה, (במיוחד ליבריה), קונגו ואנגולה, (במיוחד חברות תעופה הקשורות לאיש העסקים הרוסי וסוחר נשק מורשע ויקטור בוט), למרות שאנטונוב ביטל את תעודת הכושר לטיסה ותמיכה עבור הסוג בשנת 2004, וסיים את השימוש החוקי של המטוס.