Próby fabryczne głównego egzemplarza seryjnego rozpoczęto w czerwcu 1956 roku.
Pierwszym i podstawowym wariantem był wojskowy śmigłowiec transportowo-desantowy Jak-24, mogący zabrać do 19 żołnierzy z wyposażeniem, 12 rannych na noszach lub 2000 kg ładunku. Mógł przewozić wewnątrz armaty kalibru do 76 mm, moździerz 120 mm, dwa motocykle z wózkiem lub samochód terenowy klasy GAZ-69. W 1957 roku opracowano ulepszony model Jak-24U (usziriennyj – poszerzony) z kadłubem poszerzonym o 40 cm, wirnikami o większej średnicy (21 m) i innymi modyfikacjami. Mógł on przenosić 3000 kg ładunku, w tym działo samobieżne ASU-57 i większy asortyment dział holowanych, a na podwieszeniu – 3500 kg. Prototyp przebudowano ze śmigłowca seryjnego. Pomimo pomyślnego ukończenia prób w październiku 1958 roku, Jak-24U nie wszedł jednak do produkcji i pozostał prototypem. Dwa śmigłowce przebudowano na 8-osobowe salonki Jak-24K, lecz wariant ten nie został uznany za udany. Opracowano następnie na bazie salonki cywilny wariant dla 30 pasażerów Jak-24A z 1960 roku, ale również nie wszedł do produkcji.