К маю 1978 года в производстве были полностью закончены доработки на самолете Т8-1, получившем теперь обозначение Т8-1 Д. 21 июня В.С.Ильюшин произвел облет машины, после чего, начиная с конца июня на нем началось выполнение программы госиспытаний.В начале июля 1 978 оба самолета были перебазированы на авиабсзу «Чкаловская», где вместе с другими новыми образцами авиатехники (Су-27, МиГ-29) они должны были быть показаны высшему руководству страны во главе с Л.И. Брежневым (Т8-1Д - на земле, а Т8-2Д - в полете, летчик - Е.С Соловьев). Было выполнено несколько тренировочных полетов, но сам показ так и не состоялся.
Как уже упоминалось выше, Т8-1Д рассматривался как прототип серийного самолета, поэтому сразу по окончании его доработок, еще до облета, 9 мая он был официально предъявлен заказчику для проведения на нем первого этапа государственных совместных испытаний. Основной объем работ на этом этапе был посвящен определению ЛТХ, характеристик устойчивости и управляемости самолета. Полеты выполняли летчики-испытатели ОКБ B.C. Ильюшин, А.Н. Исаков, Н.Ф. Садовников, а от ГНИКИ ВВС - А.А. Иванов, В.В. Соловьев и В.Н. Музыка.
На первом этапе ГСИ проявились сложности в доводке до требуемого уровня характеристик безбустерной системы управления, встроенной пушечной установки и т.п. Кроме того, фронт работ на первых порах сильно сужало наличие лишь одной летной машины - Т8-1Д. Изначально предполагалось, что уже в 1978 году к испытаниям будут подключены еще 2 машины из головной партии пред-серийных машин производства Тбилисского авиазавода. Но работы там велись с большим отставанием от графика, и две первые предсерий-ные машины сумели подключить к ГСИ лишь в 1979 году. В госиспытаниях участвовали лишь 3 машины в серийной компоновке: Т8-1Д, Т8-3 и Т8-4. Самолет Т8-2Д использовался при проведении госиспытаний только в качестве лаборатории для отработки отдельных систем.
Две первые предсерийные машины были изготовлены в Тбилиси в 1979 году. Облет первой из них совершил 18 июня летчик-испытатель ОКБ Ю.А. Егоров, а второй - 19 сентября 1979 года - B.C. Ильюшин. Полномасштабное серийное производство самолета было развернуто в следующем, 1980 году.
Обе первые машины после выполнения на них программы заводских приемо-сдаточных испытаний, были своим ходом перебазированы на ЛИС ОКБ в г. Жуковском и после соответствующих доработок и оснащения КЗА также подключены к госиспытаниям: первая, получившая заводской индекс Т8-3, - начиная с августа, а вторая, Т8-4, - с декабря 1979 года.
Уже в конце выполнения программы первого этапа ГСИ, в марте 1980 года, по личному указанию тогдашнего Министра обороны СССР, Маршала Советского Союза Д.Ф. Устинова, было решено провести специальные испытания Су-25 - в так называемых «особых условиях», под чем понимались испытания самолета в условиях ведения боевых действий в Афганистане. Эти испытания были проведены в виде операции «Ромб» вне рамок первого этапа ГСИ, но по обещанию Главкома Кутахова П.С. должны были быть зачтены в следующий этап ГСИ. Во исполнение указания Министра обороны после короткой подготовки две машины (Т8-1Д и Т8-3), вместе с наземным экипажем, группой работников ОКБ (руководитель Ю.Ивашеч-кин) и летным составом были перебазированы в Афганистан. До 16 апреля шла подготовка техники и снаряжения. В самолетах был заложен пенополиуретан в баки, заменена система госопознавания и снято лишнее контрольно-записывающее оборудование.