С 27 февраля 1961-го по 20 февраля 1962 года Як-28 выдержал государственные испытания. Ведущими по машине были инженер В. В. Усов, летчики С. А. Рычков, С. Г. Дедух, В. В. Добровольский и Ю. М. Сухов. По их оценке, техника пилотирования Як-28У не отличалась от Як-28Б. Высказывалось даже предложение использовать учебную машину в летных училищах. В связи с этим в акте по результатам испытаний машины главком ВВС записал:
В 1970-е годы на учебных «яках» готовили летчиков в Барнаульском училище.
В 1961 году завод в Иркутске построил один Як-28У, в следующем – еще 32. Их серийное производство завершилось в 1968 году выпуском 187 самолетов.
C Як-28У связана одна любопытная история, рассказанная летчиком-испытателем Ю. В. Петровым. В 1960-е годы, когда о появлении Интернета можно было прочитать лишь в фантастических романах, а телевидение начинало вещать лишь по вечерам, главными средствами массовой информации были радио и газеты. По этой причине по утрам у газетных киосков всегда выстраивались очереди. Но центральные газеты, издававшиеся в Москве, попадали подписчикам удаленных крупных населенных пунктов в лучшем случае во второй половине дня, а то и через сутки.
Не стала исключением Северная столица. Ленинградские подписчики «Правды» высказывали недовольство сроками ее доставки в квартиры, о чем, видимо, и поведал Яковлеву его друг скульптор Аникушин. В итоге в ОКБ-115 проработали вариант доставки матриц газеты на сверхзвуковом Як-28У. Ранее это делалось с помощью Ил-12 и Ли-2. Первый опыт доставки матриц на Як-28У был получен 26 августа 1964 года. В экипаж сверхзвукового самолета помимо Ю. В. Петрова вошел штурман-испытатель Н. И. Самоходкин (ведущий инженер П. С. Семин, механик В. И. Юхман).