Первыми ознакомились с необычной машиной экипажи Луганского центра, где начинал свою службу и Ми-6. Среди строевых частей лидировал в освоении тяжелых вертолетов полк, находившийся в Торжке, на базе которого позднее создали знаменитый Центр боевого применения и переучивания летного состава армейской авиации. Скорее всего, дальнейшее географическое продвижение «десятки» шло с запада на восток (в СССР, как правило, первыми новую технику получали части, непосредственно противостоящие странам НАТО). Самым западным был 239-й Отдельный гвардейский ВП, дислоцированный на восточногерманском аэродроме Брандис. В 1968-75 гг. в его составе насчитывалось до четырех Ми-10. Известно также, что вертолеты этого типа поступили в 51-й ОГВП (Александрия Кировоградской обл.), 181-й ОВП (Джамбул, Казахстан), 280-й ОВП (Каган, Таджикистан), 112-й ОВП (Нерчинск, Читинская обл.), 825-й ОВП (Средне-Белая, Амурская обл.), а также в полки, расположенные в польской Легнице, белорусском Кобрине, и некоторые другие части.
Перед внедрением в серию Ми-10К получил увеличенную подвесную кабину
Передние опоры шасси и подвесная кабина серийного Ми-10К
Экзотическая машина по пилотажным и эксплуатационным характеристикам несколько отличалась от Ми-6, к тому же обладала рядом неприятных особенностей. По стандартной методике взлет на груженом вертолете следовало выполнять с коротким разбегом, при этом даже во время движения по грунтовой ВПП машина вела себя достаточно пристойно. Однако учебные полеты часто выполнялись на пустых Ми-10, и в этих случаях аппарат ощутимо раскачивался. При посадках с пробегом изредка происходили «шимми» передних колес. Поэтому в войсках на незагруженных Ми-10 старались выполнять взлет-посадку вертикально, что в общем снижало уровень подготовки экипажей для действий в боевых условиях. В крейсерском полете «десятка» была менее устойчива, чем Ми-6. Висевший на платформе груз не только создавал заметное аэродинамическое сопротивление, но при попадании в облака грозил обледенеть и попросту «свалить» машину. В этих случаях экипажам предписывалось как можно быстрее выйти из опасной зоны, а в критической ситуации воспользоваться аварийным сбросом платформы. С подвешенным грузом «десятка» почти в два раза уступала Ми-6 в крейсерской скорости. И, конечно же, все экипажи указывали на тряску вертолета. П-к Н.А.Вол-козуб, которому доводилось руководить полетами в Луганске, отмечал, что во время полетов при радиопереговорах летчиков Ми-10 всегда можно было отличить от их коллег с Ми-6 по сильно вибрирующему голосу.-
Первый серийный Ми-10
Ми-10 из 3-й эскадрильи 51-го ОГВП. Александрия, начало 1970-х гг.
Ми-10 из Северной группы войск. Польша, аэродром Легница, конец 1960-х гг.
Основной задачей Ми-10 считалась перевозка грузов, не помещавшихся в Ми-6. В процессе боевой подготовки, в том числе на крупномасштабных учениях, экипажи отрабатывали транспортировку с помощью платформ различных образцов техники: грузовых автомобилей, ра-ведывательно-дозорных машин, бронетранспортеров, передвижных радиостанций и т.п. Иногда «десятки» привлекались для оказания помощи местным гражданским властям. Например, экипажи 112-го ОВП занимались перевозкой опор ЛЭП.
Осталось в истории Ми-10 и участие в реальных боевых действиях, выпавшее на долю вертолетов 181-го ОВП. В январе 1980 г. эта часть была переброшена из Джамбула в Афганистан, где основной ее базой стал Кундуз. По материалам, предоставленным В.Д.Паевским, отряд «десяток» остался в Союзе, и лишь весной одна машина пополнила состав воюющего полка. Возглавлял экипаж командир отряда к-н Кузнецов. Вертолет использовался, прежде всего, для перевозки крупногабаритных грузов. К сожалению, служба его оказалась недолгой. Летом того же года, во время рейса Кундуз-Маймане, Ми-10 потерпел катастрофу. В том полете перевозили на платформе автозаправщик МАЗ-500ТЗ, который сопровождал солдат-водитель, находившийся в грузовой кабине «десятки». Вертолет удалился от Кундуза всего на 20 км, когда отказал один двигатель. Экипаж сбросил платформу и попытался совершить аварийную посадку по-самолетному на подвернувшуюся площадку. Она оказалась усеянной валунами, покрытой ямами и промоинами, что для «длинноногого» Ми-10 стало роковым обстоятельством. Влетев в одну из промоин, вертолет сломал передние стойки шасси,скапотировал, разрушился и сгорел. Еще во время касания земли из него выпрыгнули летчик-штурман и солдат, но они, как и остальные члены экипажа, погибли. Точную причину отказа двигателя установить не удалось, хотя высказывалась версия о попадании в него пули из ДШК.
Ему на замену из Джамбула прибыла вторая «десятка». По воспоминаниям бывшего главного инженера по вертолету и двигателю 73-й Воздушной армии п-ка Ю.М.Гнилицкого, этот Ми-10 находился в Афганистане дольше предшественника и был возвращен в Союз после трагического инцидента. Не позднее 1984 г. в одном из полетов машина была обстреляна снайперами. Прямым попаданием из «бура» был убит борттехник. Некоторые элементы оборудования вертолета получили повреждения. Его перегнали в Джамбул, где устранили все неисправности.