Вооружение Ан-72П состоит из подвешиваемого (полуконформно - заходя задней своей частью в вырез гондолы) на фюзеляжный пилон перед правым обтекателем шасси контейнера УПК-23-250 с двуствольной пушкой ГШ-23, авиабомб калибрами 100 кг и 64 неуправляемых авиационных ракет семейства С-5 в двух орудийных блоках УБ-32М на двух подкрыльевых пилонах. При необходимости, с самолёта через грузовой люк можно сбросить спасательные плоты и буи, а на электротельфере подвесить дополнительные авиабомбы (в грузовой кабине над грузовой рампой установлены четыре бомбодержателя (боеприпасы могут сбрасываться в полете при откате рампы под фюзеляж).

Крыло самолёта усилено по условиям полётов в СМУ и штормовую погоду (позднее его унифицировали для всех серийных машин). Опытную машину опробовали в воздухе 29 ноября 1984 г. На испытания Ан-72 ушло почти пять лет, и лишь 5 апреля 1990 г. серийный самолёт взлетел.

Самолет патрульной службы Ан-72П предназначен для:

• несения патрульной службы в прилегающей к побережью 200-мильной морской зоне, а так же охраны рыбных запасов днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях;

• обнаружения и борьбы с нарушителями территориальных вод;

• ведения поисково-спасательных операций;

• перевозки 22 десантников с личным оружием и снаряжением и их воздушное десантирование;

• перевозки до 16 раненых на носилках с сопровождающим медработником;

• перевозки боеприпасов, материальных средств и технического имущества общей массой до 5 т.

Обеспечена эксплуатация самолета днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, в условиях высокогорья, при температурах от минус 60°С до плюс 45°С.

Первые Ан-72П поступили на вооружение пограничной авиации на Дальнем Востоке. Именно там отмечен первый случай боевого применения Ан-72П. 22 февраля 2001 г. экипаж Ан-72П авиации погранслужбы РФ недалеко от острова Шикотан Северо-Курильской гряды после нескольких попыток задержать, потопил судно-нарушитель - сейнер "Альбатрос-101", не имевший опознавательных знаков. Как выяснилось, "Альбатрос-101" был приписан к порту Холмск (Сахалинская область) и принадлежал ЗАО "Альбатрос".

За день до того, 21 февраля около 8:00 по мск в исключительной экономической зоне России экипаж патрульного судна "Пагелла" обнаружил неопознанный корабль японской постройки, экипаж которого не отвечал на запросы и сигналы пограничников. Преследование нарушителя началось совместно с пограничным сторожевым кораблем (ПСКР) "Камчатка". Для оказания помощи в задержании судна-нарушителя в район преследования из аэропорта Елизово на Камчатке вылетел самолёт пограничной службы Ан-72П. В 9:35 с Ан-72П открыли предупредительную стрельбу, но реакции со стороны нарушителя не последовало. В 10 ч, стреляя на поражение, экипаж самолёта зафиксировал попадание снаряда в судно, на палубе которого начался пожар. Через несколько часов российские пограничники вновь подняли в воздух Ан-72П, который в 23:40 вышел на судно-нарушитель и произвёл сначала предупредительную стрельбу, а затем - на поражение. Для преследования нарушителя 22 февраля в 01:43 вылетел ещё один самолёт ФПС.

Вскоре судно-нарушитель вышло на связь и сообщило о раненых на борту. Однако, когда пограничники прибыли для оказания помощи, "Альбатрос-101" изменил курс и предпринял попытку выхода из исключительной экономической зоны России. Экипаж Ан-72П повторно предупредил капитана судна-нарушителя о применении оружия и его ответственности за возможные жертвы. После применения оружия на поражение в третий раз, были зафиксированы попадания снарядов в борт и корму судна, которое остановилось, и члены экипажа перебрались на три спасательных плота. Утром судно-нарушитель затонуло.

По последней версии пограничников, стрельба по сейнеру не могла привести к его гибели, поскольку, как следует из пресс-релиза ФПС России, "в ходе спасательной операции ПСКР "Камчатка" несколько раз обошёл вокруг шхуны, но не обнаружил пробоин ниже ватерлинии". Именно это дало пограничникам право утверждать, что экипаж сам затопил своё судно, погрузившееся на глубину 5000 м.

Спустя четыре года, Ан-72П снова "вступил в бой". 23 декабря 2005 г. в Охотское море для задержания судна-нарушителя вышел пограничный сторожевой корабль "Дунай", а с аэродрома Елизово вылетел Ан-72П. Преследуя нарушителя, с Ан-72П произвели предупредительную стрельбу, но судно не подчинилось требованиям пограничников, и тогда с самолёта открыли стрельбу на поражение. В судно было несколько попаданий, после чего оно застопорило ход.

Ан-72П состоит не только на вооружении погранвойск не только России. С ноября 1996 г. его возможности оценили и на Украине. Самолёты подобного варианта строили в кооперации авиазаводами в городах Арсеньеве, Омске и Харькове. Но на этом расширение функциональных возможностей Ан-72 не закончилось. В 2006 г. на авиакосмическом салоне "Авіасвіт XXI" прошла информация о разработке варианта самолёта, допускающего размещение на подвеске под крылом на держателе БДЗ-УСК авиационного контейнера (модификация КМГУ) с РДТТ.