Většina letounů An-8 sloužila v sovětském letectvu; dva An-8 byly použity speciálními jednotkami k obsazení letiště v Plzni během invaze do Československa v roce 1968. Jiné byly používány jako elektronická průzkumná letadla a jeden letoun byl použit k odběru vzorků vzduchu po čínských jaderných zkouškách v roce 1966. Až do 70. let byly stroje ve velkém měřítku používány v přední linii vojenských úkolů v sovětském letectvu, poté jich mnoho bylo převedeno k Aeroflotu jako nákladní letadla. Po sérii nehod na začátku 90. let byly An-8 v Rusku staženy z provozu. To však jejich konec neznamenal, několik letadel bylo prodáno do zahraničí, např. do Afriky, a to zejména do Libérie a Angloly a také na Blízký východ (letecké společnosti spojené s ruským podnikatelem a údajným obchodníkem se zbraněmi Viktorem Butem). V roce 2004 společnost Antonov odmítla jakoukoli odpovědnost za stav všech letadel v provozu.