JUnit 3.8 or LaterとかClassNotFoundExceptionといったエラーが出てハマりましたが解決したので記します。

続・AndroidでJUnit4を使う方法

このサイトを参考にしてappのbuild.gradleに以下を追加。android{}が2つできるのは問題無いです。

/**
 * for UnitTest
 */
android {
    defaultConfig {
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }

    dependencies {
        compile 'com.android.support:support-annotations:21.0.3'

        androidTestCompile 'com.android.support.test:testing-support-lib:0.1'
        androidTestCompile 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.0'
    }

    packagingOptions {
        pickFirst 'META-INF/LICENSE.txt'
        pickFirst 'LICENSE.txt'
    }
}

packagingOptionsを入れないと「Duplicate files copied in APK LICENSE.txt」とエラーが出ることがあるので注意。

このようにツールバーからAll Testsを選択して実行します。

test01

通常のアプリ実行と同様にEmulatorか実機かの選択ダイアログが出るのでお好きな方で実行してください。結果はAndroid Studioの下部に表示されるはずです。

テストが失敗したところはこのようになります。クリックすると該当のソースが開きます。

test02