A maioría dos An-8 construídos serviron nas Forzas Aéreas Soviéticas, con dous An-8 usados para aterrar forzas especiais para tomar o aeroporto de Plzeň durante a invasión de Checoslovaquia
en 1968. Outros foron usados como avións de recoñecemento electrónico, e un avión foi usado para a mostraxe de aire despois das probas nucleares chinesas en 1966. Continuaron en uso a gran escala en funcións militares de primeira liña na Forza Aérea Soviética ata a década de 1970, cando moitos foron transferidos máis tarde a Aeroflot para ser usados como cargueiros. Tras unha serie de accidentes a comezos da década de 1990, o An-8 foi retirado do uso en Rusia. Isto non significou o fin do An-8, con todo, como un número foron vendidos no exterior con algúns avións observados voando no Oriente Medio, e ata recentemente, en África, (particularmente Liberia), República Democrática do Congo e Angola, (especialmente as compañías aéreas asociadas co empresario ruso e traficante de armas condenado Viktor Bout), a pesar de Antonov ter retirado o certificado de aeronavegabilidade e apoio para o tipo en 2004, terminando o uso legal da aeronave.