Фактически за пять месяцев напряженного труда на заводе №272 был построен стапель, проведены статические испытания опытного образца, изготовлен опытный макет и построены два вертолета – один к 1 мая, второй к 1 июня, а также подготовлено большое количество чертежей. Обе машины доставили в Москву по железной дороге. Перевозка готового вертолета производилась на трех платформах: на средней он закреплялся, а две крайние прикрывали нос и хвост. При транспортировке вертолета демонтировали только задний редуктор, лопасти несущих бинтов и грузовой трап. В Москве с новыми вертолетами ознакомились маршалы Советского Союза А.М. Василевский и В.Д. Соколовский, главный маршал авиации П.Ф. Жигарев, заместитель Министра авиационной промышленности П.В. Дементьев и другие крупные авиационные чиновники. Было отмечено, что создание вертолетов Ми-4 и Як-24 стало серьезным испытанием для всей авиационной промышленности, подтвердившим ее организационную и техническую зрелость.
Первый испытательный полет опытного Як-24 состоялся вечером 3 июля 1952 года и длился менее десяти минут. Поднял машину в воздух экипаж в составе летчика С.Г. Бровцева и механика П.С. Семина.
С 7 августа по 19 сентября 1954 года прошли заводские летные испытания головного серийного Як-24 №2720201. Вертолет облетывали летчики Е.Ф. Милютичев и Ю.А. Гарнаев. 25 октября эта же машина, пилотируемая летчиком Гарнаевым, совершила первый беспосадочный перелет в Москву. В это же время второй серийный вертолет №2720101 проходил 300-часовые ресурсные испытания. Второй беспосадочный перелет в Москву состоялся 14 марта 1955 года на серийном Як-24 №27220301, который пилотировали летчики Ю.А. Гарнаев и B.C. Ильюшин.
Государственные испытания вертолета Як-24 длились более двух лет и успешно закончились лишь в апреле 1955 года. В это время Ленинградский завод №272 осваивал выпуск серийных вертолетов.
17 декабря 1955 года на вертолете Як-24 было установлено сразу два рекорда. Летчик Е.Ф. Милютичев поднял вертолет с грузом 4 тонны на высоту 2902 м, а летчик Г.А. Тиняков совершил подъем 2 тонн груза на высоту 5082 м. В 1956 году Эти результаты были утверждены Международной авиационной федерацией.
14 февраля 1955 года было принято постановление, согласно которому для внедрения в серийное производство вертолета Як-24 на Ленинградском заводе №272 создали филиал московского ОКБ-115. Руководить им поручили заместителю главного конструктора И.А. Эрлиху. С октября 1955 года по март 1960 коллектив руководимого Эрлихом филиала занимался совершенствованием конструкции Як-24, разработкой его модификаций, расширением областей применения, осуществляя для этого тесную связь с эксплуатирующим летным подразделением в Торжке.
В начале февраля 1956 года состоялись контрольные заводские летные испытания вертолета №2720301. Перед этим его доработали в соответствии с замечаниями, полученными на государственных испытаниях. Так, например, стабилизатор с большим поперечным V заменили стабилизатором площадью 9,5 м² с поперечными У=20° и с двумя профилированными вертикальными шайбами на концах стабилизатора. Это изменение конструкции улучшило путевую устойчивость вертолета и повысило его надежность в эксплуатации.
Была разработана система автоматической стабилизации вертолета и проведен большой объем испытаний, давших положительные результаты. Автоматическая стабилизация вертолета осуществлялась при помощи гироскопического автомата парирования, имеющего раздвижные тяги, автопилота оригинальной схемы, а также системы автотриммирования. Внедрение этой системы на серийных вертолетах значительно упростило управление и облегчило пилотирование.
Разработали и выполнили на машине с бортовым номером «35» систему внешней подвески грузов, обеспечивающую быструю переброску по воздуху автомашин ГАЗ-51, ГАЗ-6З, ЗИС-150, катеров, понтонных блоков и другой крупногабаритной техники весом до 3,5 тонн. На этом вертолете установили стабилизатор с поперечным 7=0°, несущие винты имели диаметр 21 м.
В 1957 году удалось справиться со злейшим врагом всех вертолетов, приводившим к их разрушению – земным резонансом. По рекомендации работника ЦАГИ Б.Я. Жеребцова изменили конструкцию стойки заднего шасси. Двухкамерная стойка шасси с малым начальным давлением в дополнительной камере в 1961 году была применена и на вертолете Ми-6, что излечило вертолет от этого опасного «заболевания». Михаил Леонтьевич Миль своим специальным приказом от 23 февраля 1961 года отметил особую роль Б.Я. Жеребцова и И.А.
Эрлиха в устранении земного резонанса вертолета Ми-6, возникающего на пробеге.