Samoloty Ił-62 wprowadzono do floty LOTu zaledwie rok wcześniej. Umożliwiło to uruchomienie połączeń transoceanicznych. Pierwszy lot transatlantycki odbył się do Kanady, natomiast pierwszy lot do Nowego Jorku odbył się 16 kwietnia 1973.
Do floty LOTu wcielono łącznie 9 maszyn w wersji zmodernizowanej Ił-62M. Wszystkim samolotom nadano imiona znanych Polaków. Wprowadzenie tych samolotów z jednej strony umożliwiło uruchomienie nowych, niedostępnych wcześniej połączeń, jednak błędy konstrukcyjne i materiałowe przyczyniły się do dwóch tragicznych katastrof, jednym z bohaterów takiego wydarzenia był właśnie "Mikołaj Kopernik".
Rozbił się w czasie podejścia do lądowania na lotnisku Warszawa Okęcie 14 marca 1980, zginęła wówczas między innymi czołowa gwiazda polskiej estrady muzycznej Anna Jantar. 9 maja 1987 rozbił się także samolot "Tadeusz Kościuszko", którego katastrofa w warszawskim Lesie Kabackim, pod względem liczby ofiar, stanowi najtragiczniejszy taki przypadek w historii polskiego lotnictwa.
Z uwagi na uwarunkowania polityczne, niemożliwa była zmiana dostawcy samolotów, w związku z tym w eksploatowanych przez PLL LOT dokonano zmian techniczno-eksploatacyjnych podnoszących poziom bezpieczeństwa. Zmiany zostały oparte na doświadczeniach z dwóch poprzednich katastrof.
Pod koniec lat 80. maszyny te zaczęto zastępować konstrukcjami zachodnimi, wszystkie posiadane przez PLL LOT samoloty tej serii zostały sprzedane na Ukrainę (ostatni w lutym 1992), które potem niszczały pod płotem kijowskiego lotniska Boryspol.
