Испытания опытных образцов прошли в январе-августе 1960 г. на базе завода при участии НИИ-21 по программе, утвержденной НТК АВТУ МО. Но перед этим они уже прошли обкатку и имели пробег: №1 – 1159 км, №2 – 1202 км и №3 – 1025 км. По совместному решению НТК АВТУ МО и автозавода, первоначальный объем пробеговых испытаний сократили с 25 тыс. км до 20 тыс. км. Однако и этот рубеж для УАЗ-470А оказался чрезмерным: после преодоления 17,4 тыс. км испытания пришлось остановить из-за низкой надежности машины.
Зимой испытания проводились на маршруте Ульяновск – Тереньга (булыжное заснеженное шоссе, частично с колеей из рыхлого снега). В период весеннего бездорожья программу испытаний выполнить не удалось, так как машины находились в ремонте. В весенне-летний период пробеги осуществлялись также по булыжному шоссе Ульяновск – Тереньга и по сухим грунтовым укатанным дорогам Ульяновской области. Определение максимальных скоростей движения выполнялось на асфальтовом шоссе Москва – Куйбышев на участках: Кузнецк – Москва и Сызрань – Куйбышев.
Нагрузка УАЗ-469 во время испытаний соответствовала максимальной грузоподъемности автомобилей – 500 кг плюс два человека, с равномерным распределением груза на платформе кузова при сложенном заднем сидении. Сначала пробеги УАЗ-469 проходили на шинах 8,9-15 с рисунком протектора автострадного типа. После 2000 км пробега на автомобили установили опытные шины 8,9-15 Московского шинного завода с рисунком протектора типа «вездеход» (модель М-67), отработавшие весь период испытаний без замечаний.
Как отмечалось по результатам испытаний, новый универсальный кузов УАЗ-469 обладал достаточной вместимостью и позволял свободно размещаться в нем пяти человекам или перевозить груз 500 кг. Тем не менее, мало обтекаемая, прямоугольная форма кузова создавала большое сопротивление при движении автомобиля с высокой скоростью. Кроме улучшения формы кузов УАЗ-469 нуждался и в конструктивной доработке: следовало усилить его крепление на раме, тента на каркасе, общую прочность, а также увеличить эффективность обогрева.
Нагрузку автомобиля УАЗ-470А (№3) меняли в ходе испытаний. На первом этапе машина прошла 2500 км с грузом, подвешенным на носилках, имитировавшим четырех лежачих больных и одного сопровождающего. Остальной пробег машина совершила с нагрузкой, имитировавшей шесть человек, сидящих на откидных сиденьях, и одного сопровождающего. В кабине постоянно находились водитель и пассажир (контролер).
Уже первые практические опыты позволили сделать некоторые выводы о возможностях новой машины, ее преимуществах и недостатках.
Так, УАЗ-469, в конструкции которого в основном использовались новые агрегаты, по сравнению с серийными ГАЗ-69/69А отличался лучшей топливной экономичностью при движении по тяжелым дорогам и бездорожью, повышенной (на 5,5-7,0 км/ч) максимальной скоростью движения, а также большим (на 27%) максимальным тяговым усилием на крюке. Машина продемонстрировала значительно лучшую проходимость по снежной целине и грязным разбитым дорогам за счет большего (на 135 мм) дорожного просвета, увеличенного профиля шин и блокировки дифференциалов мостов. Кроме того, она характеризовалась лучшими проходимостью по песку и возможностями по преодолению подъемов. Новый унифицированный кузов позволял УАЗ-469 перевозить как 5-7 пассажиров, так и груз весом 500 кг. В то же время по весовым и размерным параметрам, экономичности при движении по дорогам с твердым покрытием, приемистости и проходимости по мокрому лугу УАЗ-469 и ГАЗ-69/69А были практически равноценными.
В отношении устойчивости при движении на поворотах УАЗ-469 уступал ГАЗ-69/69А из-за более высокого расположения (50 мм) центра тяжести. К недостаткам нового автомобиля справедливо отнесли неудовлетворительную плавность хода, низкую приспособляемость колес к неровностям дороги при переезде через дорожные препятствия и высокий уровень трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта.
Проходимость УАЗ-469 определялась в различных дорожных условиях совместно с серийным ГАЗ-69 и опытным УАЗ-460Б. Контрольные заезды осуществлялись по заснеженным дорогам и снежной целине, размокшим разбитым грунтовым дорогам, мокрому лугу, песку и песчаным дорогам. При этом определялись максимальный угол подъема и глубина преодолеваемого брода.