В рамках этапа заводских наземных и летных испытаний первого модернизированного тяжелого военно-транспортного самолета Ил-76МД-М планируется провести испытания всех систем, которые были подвергнуты модернизации (пилотажно-навигационного, радиосвязного, светотехнического и бытового оборудования, средств обороны).

Проект модернизации самолета был разработан Авиационным комплексом им. С.В. Ильюшина в соответствии с тактико-техническим заданием, выданным Военно-воздушными силами РФ в целях модернизации парка стоящих на вооружении тяжелых военно-транспортных самолетов Ил-76М и Ил-76МД. К разработке конструкторской документации привлекались специалисты ОАО "ЭМЗ им. В.М. Мясищева". Работы по модернизации были выполнены ОАО "Ил" на производственных мощностях компании в городе Жуковском. Устаревшее (снятое с производства) оборудование было заменено на современное. Назначенный срок службы самолета продлен с 30 до 40 лет.

Первый полет первого модернизированного военно-транспортного самолета Ил-76МД-М состоялся 28 февраля 2016 года. В первом полете самолет пилотировал экипаж под командованием шеф-пилота Авиационного комплекса им. С.В. Ильюшина, Героя РФ, заслуженного летчика-испытателя РФ Николая Куимова. Полет был выполнен с аэродрома ЛИИ им. М.М. Громова в подмосковном Жуковском.