Первые построенные бомбардировщики были подвергнуты различным испытаниям , где у них выявились первые проблемы. Главной из них стал бафтинг крыла на большой скорости и высоте. Аналогичные проблемы выявлялись и при полетах прототипов 707В. По заключению специалистов, вибрации были вызваны перетеканием воздушного потока от корня вдоль передней кромки к законцовкам крыла. Попытка устранить это явление установкой вертикальной перегородки на Avro 707B не дала результата. Тогда решили изменить стреловидность передней кромки. Во время продувок в аэродинамической трубе подобрали наилучшую комбинацию: 52 градуса в корне, 42 градуса в средней части и 56 градусов в концевой. На прототипе сделали только два излома передней кромки, соответствующие стреловидности корня и средней части крыла бомбардировщика. Новая форма крыла исправила положение, и на серийных бомбардировщиках было решено использовать крыло новой формы.
Летом 1956 года бомбардировщик совершил в дипломатических целях перелет в Новую Зеландию, который стал важным этапом программы испытаний, как первый рейд на большую дальность, подтвердивший причастность самолета Vulcan к классу настоящих стратегических бомбардировщиков.
В 1956 г. фирма Avro начала работать над новой модификацией бомбардировщика- Vulkan B.2. Новый вариант должен был обеспечить преодоление системы ПВО, оснащенной управляемыми ракетами и сверхзвуковыми перехватчиками. Основные изменения коснулись системы радиопротиводействия, силовой установки и крыла.
Новую станцию постановки помех и систему предупреждения об облучении РЛС противника решили установить в обтекателе хвостовой части. Для этого обтекатель значительно увеличили, а по правому борту установили воздухозаборник системы охлаждения. Новое крыло успешно прошло испытания в 1957 году. Затем по стандарту В.2 модернизировали 28 бомбардировщиков Vulcan B.1.
Первый Vulcan B.2.поднялся в воздух 19 августа 1958 года и принят на вооружение в 1960 году. Новая модификация бомбардировщика могла нести самое современное вооружение- первую британскую термоядерную бомбу Yellow Sun и , кроме того, Vulcan B.2 планировалось оснастить управляемой ракетой с ядерной боеголовкой Blue Steel.
Помимо этого на базе бомбардировщика была разработаны следующие модификации самолета- топливозаправщик Vulcan K.2 TANKER и самолет морской разведки Vulcan В.Mk2(MRR)
Дважды приняли бомбардировщики Vulcan B.2 участие и в боевых действиях во время военного конфликта между Англией и Аргентиной из-за Фолклендских островов. В результате многочисленных дозаправок они достигали побережья Аргентины, произвели бомбометание по одному из аргентинских аэродромов, разрушили РЛС и вернулись назад. (схему организации перелета смотри на фото).
Последняя эскадрилья бомбардировщиков Vulkan была расформирована в 1984 году. Ранее бомбардировщики участвовали во всех воздушных шоу, сейчас эту традицию продолжает восстановленный на народные средства до летного состояния экземпляр данного самолета.