В 1983 г. начались испытания с закрепленным на фюзеляже макетом ВКС, у которого отсутствовал киль, а в хвостовой части был установлен обтекатель. Весил он меньше "Бурана", немногим более 45 т. С 1 по 25 марта в Жуковском состоялись 8 полетов, последний из которых закончился аварией. Из-за ошибки второго летчика при выпуске шасси передняя опора не была зафиксирована вдоль продольной оси и стала неуправляемой, в результате чего при посадке с боковым ветром самолет снесло с ВПП. Он зарылся в грунт по ступицы колес, а затем при вытаскивании тракторами на полосу получил повреждения. Макет ВКС благополучно сняли тяжелыми кранами со "спины" пострадавшего самолета, а его самого пришлось отправить в ремонт, который затянулся до ноября.

В конце 1984 г. машину №1402 вновь оснастили системой дозаправки. Предполагалось, что это позволит выполнять перелеты с грузами без промежуточных посадок. После доработки провели несколько "сухих" испытательных контактов с танкером ЗМН-2, однако, по имеющимся данным, ни одной дозаправки в воздухе во время транспортных рейсов выполнено не было.

Во второй половине восьмидесятых работы по программе УРКТС вышли на стадию летных испытаний, и весной 1987 г. самолеты ВМ-Т доставили на космодром компоненты системы для их окончательной сборки и подготовки старта. Увы, первый запуск закончился аварией - гигантская ракета и стотонный спутник упали в океан. Это несчастье значительно усилило позиции противников программы, среди которых были не только партфункционеры горбачевского ЦК, но и видные конструкторы-ракетостроители. Например, против системы "Энергия-Буран" в том виде, в котором она тогда существовала, выступал Герой Советского Союза известный космонавт, а в середине 1980-х гг. один из главных конструкторов космической техники Б.Феоктистов.

И все же еще один запуск подготовить удалось. С помощью ВМ-Т на космодром доставили части второй УРКТС, а также боевой ВКС. "Буран" прибыл на Байконур уже с килем, однако без многих систем, так как грузоподъемность эмки не позволяла транспортировать его собранным полностью. Состоявшийся 15 октября 1988 г. беспилотный запуск завершился знаменитой триумфальной посадкой, однако этот успех на дальнейшую судьбу программы никак не повлиял. Вскоре работы свернули, и пара "Атлантов" осталась не у дел. В общей сложности они совершили около 150 испытательных и коммерческих полетов.

На ЭМЗ им. В.М.Мясищева пытались найти применение уникальным спецсамолетам. В 1990-е гг. среди различных проектов рассматривался вариант использования ВМ-Т для воздушных испытаний ракетного двигателя на криогенном топливе Д-57, заинтересованность в котором проявляла Индия. Велись также предварительные проработки по созданию на базе самолета ЗМ огромных транспортных систем, предназначенных как для перевозки различных негабаритных грузов, так и для воздушного запуска перспективных ВКС. Однако пока все эти проекты остаются на бумаге.