После нескольких пробных подлетов, когда самолет последовательно поднимал 4, 5 и 7 человек, Сикорский поднялся 12 декабря в воздух с десятью пассажирами на борту. Общий вес нагрузки составлял 1100 кг – мировой рекорд.
26 января 1914 г. Сикорский поднялся в воздух с четырьмя пассажирами и впервые описал над Корпусным аэродромом несколько кругов. Через три дня «Илья Муромец» появился над южными окраинами С.-Петербурга. Затем внеаэродромные полеты стали регулярными. Управлять самолетом было значительно приятнее, чем предшественником – «Русским Витязем». «Муромец» плотно сидел в воздухе. Многомоторный гигант хорошо держал курс при остановке одного из моторов. Остановив все моторы, Сикорский уверенно планировал на аэродром. Механик прямо в полете осматривал двигатели на крыле. Тяги воздушных винтов хватало для взлета на лыжах не только со снежной полосы, но и с грязи. 11 февраля самолет стартовал в сторону Пулково, обойдя высоты, развернулся, дошел до Охты, потом пролетел вдоль Невского и Каменноостровского проспектов, сделал круг над Комендантским аэродромом, сбросил вымпел для Аэроклуба и затем вернулся на свой аэродром.
12 февраля 1914 г. воздушный богатырь установил мировой рекорд по максимальному количеству пассажиров, поднятых на борту самолета. На «Муромце» находились 16 человек и аэродромный пес с невинной кличкой Шкалик. Поднятый полезный груз составил 1290 кг.
В течение февраля и марта 1914 г. было совершено несколько десятков полетов над С.-Петербургом общей продолжительностью 23 ч. Эти полеты вызывали огромный интерес. На аэродром приезжала масса народу. Среди почетных пассажиров «Ильи Муромца» значились выдающиеся государственные и общественные деятели, военачальники и флотоводцы, военные и спортивные летчики, иностранные дипломаты, студенты и преподаватели столичных вузов. Глядя на скромно сидящих возле окон членов Государственной думы, Сикорский как-то шутливо подметил, что пассажирский салон его самолета – единственное место, где смиряются все политические противоречия и затихают амбиции.
В марте и апреле были продолжены испытательные полеты, которые в большинстве своем были и демонстрационными. Достаточно освоив самолет, Сикорский в соответствии с ранее принятой программой испытаний решил снять его полные характеристики. В полете останавливали поочередно один, два и даже три двигателя. Выходили на крыло сначала по одному к ближнему двигателю, потом к крайнему. В конце концов осмеливались даже посылать двух человек к крайнему двигателю. В этих условиях самолет оставался управляемым. Выполнялись также полеты в плохую погоду с использованием приборов. К новым усовершенствованным приборам добавились и два корабельных компаса. Они очень пригодились через несколько дней, когда на землю неожиданно опустился туман и сажать «Муромец» пришлось вслепую.