Постройка вертолета была завершена в 1941 году, однако в связи с эвакуацией завершение работы существенно затянулось, и первый полет был осуществлен только в 1943 году. В условиях алма-атинской жары двигатели быстро перегревались. В результате в полетах вместо расчетных величин скорости до 186 км/ч и высоты полета 2900 м в кратковременных – до 15 минут – удалось поднять вертолет на высоту только 150 м и развить скорость 115 км/ч.
Тем не менее аппарат был признан перспективным, и по возвращении в Москву в сентябре 1944 года на заводские испытания был передан следующий вариант: «Омега-II». Одним из основных изменений стала замена лицензионных двигателей на отечественные звездообразные моторы воздушного охлаждения МГ-31Ф взлетной мощностью 335 л.с. При этом для охлаждения двигателя были предусмотрены осевые вентиляторы.
Во время длившихся с сентября 1944 по январь 1945 года испытаний «Омега-II» успешно выполнял все действия, которые ожидали от летательного аппарата подобного типа: вертикальный взлет и посадку, зависание, развороты и движение в любом направлении, в том числе полет «вбок» и «назад» со скоростью до 20 км/ч. Скорость горизонтального полета по прямой достигла 170 км/ч, а потолок – 3000 м, скороподъёмность на высоте 150 м равнялась 5 м/с.
По отзыву летчика-испытателя К. Пономарева, «геликоптер “Омега” конструкции Братухина И.П. является вполне доведенным геликоптером, отвечающим всем требованиям, предъявленным к машинам этого типа… Взлет геликоптера происходит без разбега, непосредственно с места стоянки, а посадка без труда производится на площадку размерами 20 × 20 м. Как при наборе высоты по вертикали, так и при висении на месте геликоптер весьма устойчив. В горизонтальном полете общее поведение машины хорошее, управление легкое и эффективное… В управлении геликоптер прост, так что вопросов подготовка кадров не встретит больших трудностей… геликоптер “Омега” может быть с успехом применен при решении ряда задач как военной, так и гражданской авиации».
«Омега-II» стал первым советским вертолетом, полностью соответствовавшим предъявленным к нему требованиям. Однако несмотря на высокую оценку, серийный выпуск аппарата организовать не удалось, так как к этому времени был снят с производства двигатель МГ-31. Вопрос был решен закупкой в США 450-сильных двигателей Pratt Whitney R-985 AN-1. С незначительными изменениями конструкции, связанными в основном с новой силовой установкой, аппарат был в 1945 году запущен в серию под наименованием Г-3.
Хотя по ряду причин Г-3 не получил применения в строевых частях, он все же вошел в историю как первый советский вертолет серийной постройки.