Wstępnie oblot samolotu planowany był na styczeń 2015 roku jednak z powodu nieukończonych prac nad cyfrowym systemem sterowania, pierwszy start prototypu został opóźniony. Doszło do niego 3 lutego 2015 roku w Centrum Prób w Locie (Centro de Ensaios em Voo) Embraera w Gavião Peixoto. Za sterami samolotu zasiedli piloci doświadczalni Mozart Louzada dowódca załogi i Marcos Salgado de Oliveira. Na pokładzie w trakcie lotu towarzyszyli im inżynierowie pokładowi Raphael Lima i Roberto Becker. Według informacji producenta trwający godzinę i 25 minut lot zakończył się sukcesemEmbraer oblatał KC-390, „Lotnictwo”, nr 3 (2015), s. 11, ISSN 1732-5323.Łukasz Pacholski, Dziewiczy lot KC-390, „Nowa Technika Wojskowa”, nr 3 (2015), s. 82–83, . Do swojego drugiego lotu maszyna wzbiła się po długiej przerwie dopiero 26 października 2015 roku. Jako przyczynę 8 miesięcy spędzonych na ziemi podano problemy finansowe wynikające z kryzysu ekonomicznego, jaki dotknął całą Brazylię. Poinformowano również o dokonaniu kilku modyfikacji konstrukcyjnych samolotu. 14 marca 2016 roku poinformowano o ukończeniu budowy drugiego lotnego prototypu. Maszyna o znakach PT-ZNJ i numerze seryjnym 390002 do swojego pierwszego lotu wzbiła się 28 kwietnia tego samego roku.