合計182機（国内民間機75機、官庁34機、輸出13カ国76機など）が製造され、日本をはじめとする各国の航空会社や政府で使用された。一方で日本国内だけで4件の事故（うち墜落3件）を起こした。

日本国内ではローンチ・カスタマーとなった全日空で1970年代30機の保有がピークとなり1980年頃より順次退役し、1991年（平成3年）8月31日の新潟～仙台間ANA720便が最後の運航となった。一方、1971年（昭和46年）に国内航空（JDA）と東亜航空（TAW）が合併した東亜国内航空（TDA）では1980年代には42機を保有する最大のオペレーターとなっていた。既に機体は生産中止となっていたことから、海外の中古機を買い戻して調達した。これはTDAが抱える路線が騒音問題、空港施設の問題からYS-11に依存しなければならない路線が多かったためである。 しかし、経年と共に整備費用が上昇したことで、YS-11の経済効率の悪さが顕著になってきた。搭乗率が高いとしても運航経費の上昇で赤字となる路線が多かった。整備費を1975年（昭和50年）が100の指数とすると、1977年（昭和52年）には193.7、1978年（昭和53年）に228、1979年（昭和54年）には249.1となり、加えて、燃料費の高騰、公租公課の上昇と、YS-11の経済性は下がる一方となり、YS-11の路線で黒字を計上する路線は僅かなもので、ほとんどが赤字路線となり、1994年(平成6年）3月8日の南紀白浜～羽田便を最後に同社（JAS）から引退した<ref name="nakamura"/>。

日本国内の民間航空機としては引退したが、その頑丈なつくりのため、各国に輸出された機体にはまだ現役にあり続けるものも少なくなく、タイやフィリピンなどではまとまった数の機体が各航空会社で活躍している。またギリシャでは、海運王アリストテレス・オナシス率いるオリンピック航空への輸出機が転籍を経て、現在もギリシャ空軍機として使用されている。政府専用機として国家元首の移動に使用された機体もある。また、大韓航空にリースされた1機はハイジャックされ、北朝鮮に抑留状態となった（乗客乗員51名の内39名が韓国へ移送）。抑留された機体のその後は不明である（大韓航空機YS-11ハイジャック事件参照）。

日本国内の官庁向けでは、10機が海上自衛隊、13機が航空自衛隊、5機が海上保安庁、6機が国土交通省（旧運輸省）航空局に納入され、通常の輸送任務のほか練習機や各種任務機として配備運用されている。航空自衛隊ではC-1輸送機導入までのつなぎとして導入したのが始まりだが、後にエンジンをより強力なゼネラルエレクトリック（GE）製のアリソンT64に換装して性能を向上したYS-11EA/EBが登場した（これらは俗に「スーパーYS-11」と呼ばれる）。1990年（平成2年）海上保安庁のYS-11「おじろ」は樺太（サハリン）から全身火傷のコンスタンティン・スコロプイシュヌイを搬送する作業に使用された。

日本国内の民間航空会社においては、日本の航空法が設置を義務付ける空中衝突防止装置（TCAS）が搭載されていないため、機体寿命より早く引退した。TCASを搭載するためには一機あたり約1億円が必要で、機体年齢を考えるとYS-11を改修するよりは新型機を購入したほうが結果的には安いという判断からだと思われる。特例期間として2003年（平成15年）9月30日まではTCASの装備なしでも飛行可能であったが、当時運航していた2社の内、エアーニッポン機材は同年8月31日をもって全機退役させることになり（最終フライトはJA8772で女満別から新千歳）、日本エアコミューターはTCASの簡易版である空中衝突警報装置（TCAD）の装備により、法律上は2006年（平成18年）12月31日まで運航可能の特例が認められた。上記によって2004年（平成16年）には、日本国内において就航させていた航空会社は日本エアコミューターのみとなり、2006年（平成18年）9月30日に法律上の期間を満了することなく全路線から撤退した。しかし海外では中古機を含めて当分は旅客機として活躍すると思われる。また、TCAS設置が義務付けられていない自衛隊においては、全機が現役で使用されているほか、日本航空学園では地上訓練用の教材として現役を続けている機体が存在する。

YS-11が運用終了した後にYS-11で運用していた路線ではDHC-8 Q400が多く採用されている。しかし、YS-11が退役した直後から日本の航空会社ではDHC-8の機体トラブル（高知空港での事故など）が相次ぎ、皮肉にも目立った構造上の欠陥が無かったYS-11の高い安全性と耐久性、製造技術の高さが改めて証明される形となった（YS-11が起こした事故は大半が人為的ミスによるものである）。