Модернизация строевых самолетов Ил‑76МД из состава ВВС России в вариант Ил‑76МД-М осуществляется с конца 2014 г. на базе АК им. С.В. Ильюшина в Жуковском параллельно с освоением серийного производства на ульяновском АО «Авиастар-СП» новых Ил‑76МД‑90А. По согласованному с заказчиком техническому заданию на самолете устанавливается новый пилотажно-навигационный комплекс, заменяется светотехническое, десантно-транспортное и бытовое оборудование, устанавливаются новые комплексы связи и обороны, а в носовой части фюзеляжа – оптико-электронная визирная система, работающая в инфракрасном и оптическом диапазонах. Силовая установка из четырех двигателей Д‑30КП‑2 при этом остается неизменной (проводится только капитальный ремонт двигателей). При модернизации Ил‑76МД частично применяются системы и оборудование, взаимозаменяемые с устанавливаемыми на самолетах Ил‑76МД‑90А новой постройки. Срок службы Ил‑76МД-М продлевается до 40 лет.
Первый полет головного модернизированного самолета Ил‑76МД-М (RF‑76746) в Жуковском состоялся 28 февраля 2016 г. Заводские испытания машины успешно завершились в декабре прошлого года. Было выполнено 17 полетов с общим налетом более 110 часов.
«Начало этапа государственных совместных испытаний – очень важное событие для нас, – заявил после первого полета Ил‑76МД-М по программе ГСИ генеральный директор «Ильюшина» Алексей Рогозин. – Модернизация самолетов строя Ил‑76МД, доказавших свою надежность, позволит продлить срок их службы в военно-транспортной авиации, повысить боевую эффективность, подготовиться к массовому переходу на новые Ил‑76МД‑90А».
В октябре 2016 г. между Министерством обороны России и АК им. С.В. Ильюшина уже заключен контракт на модернизацию первой партии самолетов военно-транспортной авиации России Ил‑76МД до уровня Ил‑76МД-М. Аналогичной модернизации в дальнейшем будут подвергнуты и имеющиеся на вооружении самолеты-заправщики Ил‑78 и Ил‑78М.