An-72 cất cánh lần đầu ngày 22 tháng 12 năm 1977. Được sản xuất sau An-72 là chiếc Antonov An-74 biến thể với khả năng hoạt động trong thời tiết xấu tại các vùng cực. Những phiên bản An-72 khác gồm An-72S chở VIP và An-72P máy bay tuần tra trên biển.

Một đặc tính thiết kế ít thấy của An-72 và An-74 là việc sử dụng hiệu ứng Coandă để tăng cường khả năng cất hạ cánh trên đường băng ngắn, sử dụng khí thoát khỏi động cơ để thổi mặt trên cánh làm tăng khả năng cất cánh. Chuyến bay đầu tiên được thực hiện ngày 31 tháng 8 năm 1977, nhưng chỉ tới thập niên 1980 công việc chế tạo mới bắt đầu. Máy bay này sử dụng động cơ ZMKB Progress D36.

An-72 giống với một loại máy bay trước đó, chiếc máy bay thực nghiệm YC-14 của Boeing. Boeing có thể coi An-72 là một sự lựa chọn cạnh tranh với chương trình Máy bay vận tải chung (JCA) đang bị đình chỉ cho Quân đội Hoa Kỳ. Nếu Boeing đề xuất, An-72 sẽ trở thành chiếc máy bay dùng động cơ tuốc bin cánh quạt duy nhất tham gia cuộc cạnh tranh.

An-72 thường được người Nga gọi là cheburashka vì cửa hút gió động cơ to lớn của nó được đặt gần thân, giống với Cheburashka, một nhân vật hoạt hình Nga nổi tiếng.

An-74 được công bố vào tháng 2-1984, còn An-72P vào năm 1992. Việc sản xuất An-74 bắt đầu bởi công ty Polyot Industrial Association tại Omsk, Nga vào năm 1993 (với sự tham gia của Progress at Arsenyev); máy bay đầu tiên của Polyot (RA-74050) bay vào ngày 25 tháng 12 năm 1993. Việc phát triển An-74-200 và An-74TK-200 được Antonov bắt đầu vào năm 1995; An-74TK được Cục đăng kiểm hàng không công nhận (hiện nay là Ủy ban hàng không các tiểu bang) vào tháng 2 năm 1991.