Среди прочих проблем милевской фирмы было и отсутствие на территории ОКБ летно-доводочной базы (да и вряд ли можно было ожидать разрешения на испытательную базу в центре населенного московского района). Первое время для испытаний использовали небольшой аэродром в Измайлово, но тамошний район вскоре стал застраиваться жилыми домами (реализуя хрущевский план жилищного строительства, ставший настоящим бумом 50-х). Пришлось перебираться в Тушино, где на территории летного поля Захарково ОКБ-329 выделили часть ангара тамошнего авиаотряда МАП под размещение летной станции и сборочного цеха. Со временем ввиду планового разукрупнения московских предприятий и их «выселения» из столицы летно-испытательная станция ОКБ-329 в октябре 1964 года решением Моссовета была перенесена из Захарково на территорию Научно-исследовательского института эксплуатации и ремонта авиационной техники (НИИ ЭРАТ, он же НИИ-13), оказавшись невдалеке от базы ОКБ в Панках.

Однако все эти меры последовали чуть позднее, а пока дефицит производственных помещений оставался насущной проблемой. Чтобы справиться с ожидаемыми трудностями в ходе постройки опытных В-8, изготовление крупных агрегатов и сборку фюзеляжей пяти первых опытных машин по договору вели на филевском заводе № 23, где имелось представительство милевского ОКБ, сопровождавшее производство Ми-6. Серьезные препятствия создавала и учиненная Н.С. Хрущевым реформация управления народным хозяйством, в ходе которой привычные формы организации министерств упразднялись, и устоявшиеся структуры заменялись территориальными совнархозами, объединявшими промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Совнархозы были объявлены новой формой социалистического хозяйствования, однако деятельность неповоротливых структур сказывалась на темпах работы. Затруднялось сотрудничество и кооперация с предприятиями-смежниками, вместо авиапрома подчинявшихся теперь местному руководству. Попытка руководства авиапрома (в пылу тогдашних реформ преобразованного в Госкомитет по авиационной технике - ГКАТ) отстоять доказавшую свою практичность организацию отрасли успеха не имела - идея принадлежала самому Никите Сергеевичу, провозгласившему передачу управления на места достижением демократического устройства и буквально одержимому затеей. Всякого рода организационные и территориальные хлопоты отнимали массу времени и сил у руководства милевской фирмы и самого Главного, вынужденного разъезжать по инстанциям и отстаивать интересы дела (как известно, два переезда равны по вредности одному пожару).

Постройка первого экземпляра В-8 была завершена к началу лета 1961 года, заняв тем самым почти три с половиной года - куда больше, чем потребовалось для реализации проекта Ми-4 и даже гигантского Ми-6. После отработки систем перешли к первым полетам на привязи - вернее, отрывам от земли на метр-другой, во избежание риска разбить опытную машину. Первый полет был выполнен под управлением летчика-испытателя Б.В. Земскова 24 июня 1961 года. Заводские испытания шли практически без замечаний. Машина удалась - в этом не было сомнений. М.Л. Миль по заведенному обычаю присутствовал почти на всех испытательных полетах. Участники испытаний знали о верности Главного летным традициям и приметам. Как и у многих старых летчиков, давней привычкой Миля был зарок - не держать при себе денег, пока машина в воздухе. Пока шла подготовка к испытательному полету, Миль выгребал всю наличность из карманов и отдавал кому-нибудь поблизости с наказом - спрятать подальше и не возвращать, пока полет не завершится.

При всех обнадеживающих результатах испытаний В-8 конструкторам было ясно, что дальше эта машина не пойдет. Перспективы всё настойчивее связывались с двухмоторным вариантом. В-8 даже не спешили передавать на совместные Госиспытания с заказчиком. Однако прототип сыграл немалую роль в продвижении всей разработки, будучи используемым для всякого рода демонстрационных целей. Уже двумя неделями после первого полета В-8 был представлен на показе новой авиационной техники и воздушном параде в Тушино. После этого он выставлялся на ВДНХ. Интерес к новой машине был настолько велик, что как-то Н.С. Хрущев воспользовался находившимся на выставке вертолетом в качестве конференц-зала, проведя в его салоне выездное заседание Политбюро ЦК КПСС. Следствием такой «пиар-компании» стало увеличение государственной поддержки программе.

В декабре 1961 года В-8 поступил на Госиспытания, хотя самими создателями его перспективы в качестве прототипа для серии оценивались весьма уступающими задуманному двухмоторному варианту. Заказчик также всё больше склонялся к двухмоторной машине, причем в качестве довода приводилась большая надежность такой схемы - как-никак, с повестки дня не снималось задание на представительский вертолет и речь шла о безопасности при использовании первыми лицами страны. В дальнейшем В-8 использовался ОКБ в качестве летающего стенда при отработке новых систем и агрегатов.

Вторая машина, собранная в ноябре 1961 года, даже не поднималась в воздух и на летные испытания не выводилась. Первоначально она предназначалась для прочностных и ресурсных испытаний, но её сразу же использовали в работах по переоборудованию под двухмоторную силовую установку. Макет двухмоторной машины был представлен на рассмотрение комиссии уже в начале 1960 года, еще до первого полета В-8. Поскольку двигателя требуемой мощности в стране не было, несколько авиадвигательных КБ получили задание на создание газотурбинного вертолетного двигателя мощностью 1250 л.с. Наиболее перспективным стало предложение ленинградского КБ-117 под руководством С. П. Изотова. Этому же конструкторскому коллективу было поручено создание нового редуктора для двухвальной силовой установки. Постройка двухмоторного варианта вертолета под наименованием В-8А приобрела силу правительственного задания Постановлением Совмина СССР от 30 мая 1960 года, пока еще без отказа от выпуска одномоторного В-8.

Создаваемый двигатель ТВ2-117 являлся оригинальной разработкой, будучи изначально предназначенным для использования на вертолете (в отличие от прежних турбовальных двигателей ТВ-2ВМ и Д-25В, использовавшихся на Ми-6, которые были переделкой самолетных силовых установок). Новый турбовальный двигатель имел схему со свободной турбиной, позволявшей регулировать частоту вращения несущего винта в широком диапазоне, обеспечивая набор потребных режимов, от экономичных до максимальных, сочетая высокие несущие характеристики с большой дальностью полета. Особенностью силовой установки со «спаркой» двух двигателей являлась необходимость обеспечения их взаимосвязанной работы, для чего потребовалось внедрение соответствующего управления. Благодаря высоким качествам двигателей реальным было достижение поставленных задач по безопасности полета: так, при отказе одного двигателя мощности остававшегося было достаточно для продолжения полета вертолета без снижения.