9 июля 1976 года экипаж лётчика-испытателя В.А.Ткаченко впервые поднял его в небо с аэродрома Святошино.

Доводка продолжалась до февраля 1980 года.

Ан- 32 является единственным за всю историю советской авиации самолетом, который был создан специально для поставки на экспорт и не был принят на вооружение в СССР.

Серийное производство на Киевском авиазаводе началось в 1982 году. 17 февраля 1983 года начались Государственные совместные испытания. Полёты проводились как в СССР, так и в Индии. 30 августа было подписано предварительное заключение, позволявшее развернуть полномасштабное производство. Первый серийный Ан-32 впервые поднялся в небо 29 июня 1983 года. В 1984 году начались поставки самолётов в Индию.

В настоящее время эксплуатируются более 350 самолётов Ан-32 в странах с различными климатическими условиями, среди которых страны СНГ, Индия, Шри-Ланка, Бангладеш, Колумбия, Перу, Мексика, Афганистан, Ирак, страны Африки. Модель по-прежнему находится в производстве.

По данным на 29 декабря 2010 года было потеряно 62 самолёта типа Ан-32.

Крупнейшая авиакатастрофа с участием самолёта данного типа произошла 8 января 1996 года в Киншасе. Перегруженный самолёт не смог взлететь и рухнул на рыночную площадь. Погибли 237 человек.