卡-52K与Kh-35导弹
FH-01雷达
稳相加速器科研生产联合体（Phazotron-NIIR）为卡-52K提出了一种基于FH-01的新型双波段雷达，该雷达具有额外的厘米波通道（在X波段工作，发射波长为3厘米），被优化用于海面搜索，能探测150到180公里之间的大型船舶。
稳相加速器总设计师尤里·古斯科夫（Yuriy Guskov）称，原则上FH-01雷达的原始机械扫描抛物面天线通过安装两个单独的毫米波和厘米波发射器就能获得双波长能力，或者也可以专门设计有源相控阵天线。当然前一种选择被认为是更加经济实惠，相控阵可能要到20年代初才能开始研制。但是当阿尔谢尼耶夫航空制造厂在2015-2016年造出四架卡-52K预生产型时，俄罗斯国防部仍未对后续卡-52K生产型使用的雷达做出明确决定，随意预生产型保留了卡-52的原始毫米波雷达。
卡-52第二架原型机062号被作为Kh-35飞行测试台，在机翼内侧挂架上挂载了型机的内翼挂架上挂载了这种巨大的反舰导弹，该机还被用于新折叠机翼和折叠旋翼的测试台。
挂载Kh-35的卡-52 062号原型机
继续上舰
2011年8月，卡-52第一架原型机061号进行了广泛的舰载适用性测试，登上了在巴伦支海科拉湾航行的俄罗斯北方舰队大型反潜舰“库拉科夫海军中将”号（1155型）。之所以选择该舰是因为俄罗斯唯一航母“库兹涅佐夫海军上将”号处于维修状态，虽然“库拉科夫”号的直升机甲板被认为太小，只能容纳两架卡-27直升机，但仍是上舰测试的最好替代方案了。拥有丰富驾驶卡-25和卡-27舰载直升机经验的卡莫夫试飞员维塔利·列别捷夫（Vitaliy Lebedev）负责驾驶061号，副驾驶是试飞导航员叶甫盖尼·萨翁（Evgeniy Savin）。
上舰测试中的卡-52 061号原型机
部署到北莫尔斯克-1机场的卡-52 061号于8月31日开始了上舰适应性试飞，在两周时间内，该机飞行了35架次，多次降落在正在科拉湾航行的“库拉科夫”号上，充分研究了卡-52从摇摆不定的飞行甲板上起降的能力。测试期间甲板最大倾斜角度达到50度，最大风速20米/秒，一级海况下舰艉飞行甲板上下起伏约为0.5米，使得在这种小型甲板上的降落比在更稳定的大型两栖攻击舰上更具挑战性。
列别捷夫驾驶卡-52进行了所有可能的着舰进近方式，包括平行跟随然后横向移动悬停在甲板中心上方。该项目探索了在各种紧急情况下直升机的复飞能力，飞行员指出卡-52可以在下滑道的任何一点都能安全复飞。卡-52在这次测试活动暴露出的缺点是进近中视野受到机鼻遮挡，不过该机被主要被部署在大型“西北风”级上，所以这个问题不是那么严重，也无需重新设计。列别捷夫还指出与卡-27系列相比，卡-52更适合于舰载操作，这要归功于其较低的最大高度（比卡-27矮了410mm）和相应较低的重心位置，以及前起落架和主起落架之间更长的纵向轮距，这些特点使卡-52在移动的船舶上起降更加稳定，此外该机主起落架单元的减震设计还缩短了起飞时间。
与“库拉科夫”号平行飞行的卡-52原型机
研发与生产
卡莫夫与俄罗斯国防部之间的卡-52K研发合同终于在2012年签署，研发和制造四架预生产型卡-52K，合同价格3396亿卢布（当时约为1.1亿美元），随后卡局在2013年9月16日与阿尔谢尼耶夫航空制造厂签订了转包生产合同。俄罗斯国防部单独与阿尔谢尼耶夫航空制造厂签订了32架生产型卡-52K的合同，将从2015年开始交付俄海军航空兵。
最初的项目时间表要求阿尔谢尼耶夫航空制造厂2013年向卡局交付首架卡-52K预生产型进行全面测试和评估，所有4架预生产型定于2014年10月前交付。但由于项目遭遇许多技术问题导致严重延误，所有技术解决方案都只能在卡莫夫拥有的卡-52原型机和预生产型上进行测试。导致延误的主要原因是俄海航要求的不断变化导致了需多设计变更，需要更多时间和精力进行测试然后才能引入生产线。
首架预生产卡-52K舰载直升机于2015年3月7日在阿尔谢尼耶夫航空制造厂的机场首飞，由卡莫夫试飞员内尔·阿津（Nail Azin）和试飞导航员亚历山大·什韦金（Alexander Shveikin）驾驶。四个月后，该机在2015年7月的圣彼得堡海事展上首次公开展出，直升机旁展示了该机即将集成的Kh-35U和Kh-38E导弹。随后卡-52K出现在八月份的茹科夫斯基的2015莫斯科航展上，仅做地面静展。2014年4月8日俄罗斯国防部与阿尔谢尼耶夫航空制造厂公布了备受期待的32架生产型卡-52K的合同，这些“白斑角鲨”中的首批12架计划在2015年交付，但后来交付日期被后推至2016年。
首飞中的卡-52K预生产型
同样在2014年，俄罗斯模拟器厂商“动力学”公司（TsNTU Dinamika）获得了为卡-52K提供两个综合模拟器的合同，定于2014年11月25日前交付。其中第一个装备叶伊斯克的俄罗斯海军航空兵作战训练和机组转换中心，第二个则安装在尼古拉耶夫卡的海航基地。
当头一棒
卡-52K最初的研制目的是部署在两艘“西北风”级两栖攻击舰上，每艘都能部署最多8架卡-52K，此外有8架卡-27/29。法国本应在2014年11月向俄方转交首艘“西北风”，但克里米亚事件之后的西方制裁导致法国在2015年8月取消了“西北风”合同，近10亿欧元付款随后被返还给俄罗斯。
除了“库兹涅佐夫”号航母之外，俄罗斯海军目前适合部署卡-52K的舰船只两种，一是1174型“伊万·罗戈夫”级大型登陆舰，最多可容纳4架直升机，但俄海军拥有的三艘舰都已经被废弃已久，此外就是新建的11711型“伊万·格林”级大型登陆舰了，最多可容纳两架。