К тому времени этап заводских испытаний СХ-1 уже начался - его мотор был впервые запущен 1 августа. Подготовку к полетам курировали ведущий инженер по испытаниям А. П. Эскин и бортмеханик Н.Г.Салазков. Первые десять дней гоняли двигатель АШ-21 с деревянным винтом В111-В32, а в ночь на 11 августа на машину установили АШ-62ИР с четырехлопастным металлическим винтом АВ-9Н-21. Володин все это время изучал самолет. «О машине у меня сложилось очень хорошее впечатление, - вспоминал он. - Во всем чувствовалась глубокая продуманность, тщательность и законченность. Конечно, понимал, что рано ставить оценку: вот полетаем, тогда и увидим». 23 августа самолет и летчик были готовы к первому вылету, но разрешение МАП на его выполнение еще отсутствовало. Антонов улетел в Москву для выяснения причин задержки, а когда через пять дней вернулся, его первыми словами были: «Есть разрешение на полеты!».

И вот наступил знаменательный день - воскресенье 31 августа. «На заводе выходной, - вспоминал Володин. - Восемь часов утра. Погода как по заказу, небо чистое. Около цеха собрались сотрудники ОКБ. К самолету подъехали Антонов, Шахатуни, Болбот, Белолипецкий. Я доложил главному конструктору, что самолет готов к первому испытательному полету, и он прямо на крыле подписал полетное задание: «31. 08. 47 г. Полет разрешаю. Антонов». Волнение мое достигло апогея. Решалась судьба не только опытного экземпляра самолета. Случись что с машиной - после этого и молодое КБ может прекратить свое существование. О себе я как-то не думал. Мысли были только об одном: самолет должен взлететь и сесть. Сесть невредимым. Надев парашют, я вошел в самолет, закрыл за собой входную дверь. Когда взял в руки штурвал, все волнения разом исчезли, как будто рукой сняло. Опробовав мотор, порулил по бетонке к линии старта. Вскоре мне дали «добро» на взлет. Мотор взревел посерьезнее, самолет напрягся в нетерпении... Ну, вперед!.. В считанные минуты набрал 1200 м. Опробовал действия рулей: и на прямой, и на разворотах их эффективность оказалась хорошей. Сделав два круга, перевел машину на снижение, уменьшил обороты до малого газа и пошел на посадку. Тридцать минут полета на новом самолете - радости нет предела!.. Могли кто-нибудь в те дни, хотя бы в самых общих чертах предположить, какая судьба уготована нашему детищу? Конечно, нет. Но все мы верили в него. И он превзошел - даже с избытком - самые смелые наши ожидания».

А вечером того дня антоновцев ждал настоящий сюрприз. Сквозь эфирный треск удалось разобрать слова из передачи радиостанции «Голос Америки»: «Сегодня авиационный завод, где директором господин Лисицын, освоил выпуск самолетов нового типа» (позже самолет получил в НАТО кодовое обозначение Colt -жеребенок). По воспоминаниям одного из заводчан В.Дебердеева, это сообщение стало сенсацией, ничуть не меньшей, чем сам факт полета! Информация, которую так тщательно скрывали, вдруг стала достоянием всего мира, вызвав переполох в рядах чекистов. Не найдя ее источника, они еще более усилили режим секретности на заводе.

На следующий день состоялся второй полет СХ-1, во время которого включалась контрольно-записывающая аппаратура. Полеты продолжались до 10 сентября, затем на самолете установили АШ-21. С этим двигателем также была определена эффективность органов управления, максимальная скорость, скороподъемность и т. д., после чего на СХ-1 опять установили АШ-62ИР. 4 октября, после выполнения 46 полетов общей продолжительностью 5 ч 8 мин, этап заводских испытаний был завершен. В Заключении по испытаниям Володин отметил, что «самолет в сельскохозяйственном варианте заводские испытания как с мотором АШ-21, так и с мотором АШ-62ИР прошел удовлетворительно, показав ценные для с-х самолета качества, и может быть передан на Государственные испытания».

Во время заводских испытаний за штурвалом СХ-1 сидели и летчики транспортного отряда завода №153. Так, 10 сентября три полета в качестве второго пилота выполнил командир этого отряда В.А.Диденко. Он дал следующую оценку новому самолету: «Машина удивила меня своими ценнейшими качествами при взлете и посадке... Посадка на этом самолете исключает элемент выдерживания над землей для погашения скорости, что также в практике чрезвычайно ценно, т. к. дает возможность сократить размер посадочной площадки... На разворотах машина устойчива, в управлении проста и очень напоминает По-2. При вынужденных посадках на этом самолете можно без риска производить посадку на проселочные дороги и ограниченные площадки». Сам Антонов в Отчете по заводским испытаниям отметил такие качества СХ-1, как «очень короткий разбег и крутая траектория подъема сразу после отрыва; повышение поперечной устойчивости при выпуске закрылков; полная невозможность доведения до режима срыва с выпущенными предкрылками; с брошенным управлением самолет выходит из спирали на режим горизонтального полета; плавное выбирание штурвала на себя до отказа при работе мотора на полной мощности переводит самолет в «режим висения», при этом эффективность руля высоты, элеронов и руля поворота сохраняется; мягкая амортизация шасси, влияние «подушки» и полностью выпущенная механизация позволяют совершать посадку прямо с этого режима без выдерживания; по технике пилотирования самолет прост и доступен летчикам ниже средней квалификации, при этом прощая грубые ошибки».