Летом 1977 года этот самолет предполагалось продемонстрировать на авиационно-космическом салоне в Париже. Накануне вылета «энтузиасты» перестарались, излишне загрузив машину всевозможной рекламной и «фуршетной» атрибутикой. При полете по маршруту предстояла промежуточная посадка в аэропорту г. Львова с довольно трудными подходами, и перегруженная машина при сильном боковом ветре и на повышенной скорости задела фонари ВПП…
В этом ЧП сыграла свою роль и недостаточно изученная особенность газотурбинных двигателей с большой степенью двухконтурности, создававших на режиме малого газа при планировании дополнительное сопротивление, подобно пропеллеру.
Все кончилось большим пожаром, но экипаж и пассажиры вовремя покинули машину. Впоследствии силовую установку доработали, ограничив режим малого газа двигателей Д-36 большими оборотами. А на очередном авиационно-космическом салоне в Париже продемонстрировали другой прототип Як-42, построенный в Смоленске под обозначением СССР-42304, который и сегодня можно увидеть на ВВЦ в Москве.
На заключительном этапе заводских испытаний, проходивших на самолете СССР-42303 (он находится в экспозиции Монинского музея ВВС), выявился еще один дефект. При проверке работоспособности метеорадиолокатора «Гроза-42» в носовой части фюзеляжа появился сильный стук, и долго не могли понять, с чем это связано. Оказалось, что антенна РЛС в некоторых положениях при полете с креном касалась своего обтекателя.
Второй вариант «яка» всем пришелся по душе и был запущен в серийное производство. В октябре 1978 года, к очередной годовщине Великого Октября, Смоленский авиационный завод передал на заводские испытания первый серийный лайнер. Переход от поршневого Як-18Т к реактивному авиалайнеру дался нелегко, но специалисты предприятия постарались. Последний, 18-й, экземпляр Як-42 Смоленский завод выпустил в 1982 году. В 1978 году к выпуску Як-42 приступил Саратовский авиационный завод.
Серийные машины существенно отличались от опытных. В частности, на них устанавливались четырехколесные тележки основных опор шасси, что позволило снизить нагрузки на ВПП и увеличить число аэропортов, способных принимать самолет. Изменилось расположение боковых дверей и аварийных выходов, а также количество иллюминаторов, другой стала хвостовая часть фюзеляжа.
Стреловидное крыло расширило диапазон полетных скоростей, и, естественно, возросла экономичность лайнера по сравнению с его первым прототипом. Вначале Як-42 выпускался в варианте на 120 мест с возможностью его перекомпоновки на 104 пассажирских места с салоном 1-го класса.
В 1979 году завершились государственные и в 1980-м – эксплуатационные испытания Як-42. Ведущими на этапе государственных испытаний были, в частности, инженеры В. А. Киричкова и В. П. Дерявко и летчик О. С. Полудо. Окончательный же вариант Як-42 построили в 1979 году, а его эталоном стала вторая машина второй серии (№ 02–02).
До 1982 года Смоленский авиазавод выпускал как готовые Як-42, так и комплекты консолей крыла, поставлявшиеся в рамках сложившейся кооперации с Саратовским авиазаводом. Затем в Смоленске оставили только производство консолей крыльев и воздушных каналов среднего двигателя для Як-42.
Начиная с 1980 года на заводе развернулось изготовление крыла, хвостового оперения и сборочных элементов фюзеляжа орбитального корабля «Буран» многоразовой космической системы «Энергия» – «Буран», и выпуск Як-42 постепенно свернули.
Пассажирские перевозки на Як-42 начались 22 декабря 1980 года. В следующем году появилась первая серийная модификация лайнера Як-42МЛ. Самолет, построенный в соответствии с требованиями зарубежных авиакомпаний, предназначался для полетов на международных авиалиниях, и его салон отличался повышенным комфортом пассажиров. В июне того же года рейсом Ленинград – Хельсинки начались полеты за рубеж.
Эксплуатация лайнера продолжалась недолго, 28 июня 1982 года Як-42, совершавший рейс по маршруту Ленинград – Киев, потерпел катастрофу. При этом погибли все пассажиры и экипаж. Вскоре после этого случая прекратилась сборка Як-42 в Саратове, а авиапром замер в ожидании окончания выяснения причин этой трагедии.
Расследование трагедии показало, что ее причиной стал преждевременный износ и последовавшее разрушение червячной пары механизма перестановки стабилизатора.
Доработки лайнера, в том числе и устранение выявленных дефектов, затянулись, и в эксплуатацию он вновь поступил в 1984 году после повторных сертификационных испытаний. Трагедия 28 июня стала поводом для отстранения от руководства ОКБ его основателя Александра Сергеевича Яковлева.