Два опытных прототипа В-24 были оснащены новой носовой частью на опытном производстве МВЗ в начале лета 1972 г. На них предусматривалась установка помимо высокотемпного пулемета и нового комплекса сверхзвуковых управляемых противотанковых ракет «Штурм». Поэтому изначально первым вертолетам с раздельными кабинами было присвоено название Ми-24В (Изделие 242). К сожалению, доводка комплекса «Штурм» затянулась и в серийное производство в 1973 г. поступил вариант вертолета с раздельными кабинами, но с комплексом вооружения как на Ми-24Б. Этот промежуточный между Ми-24А и Ми-24В серийный вертолет получил обозначение Ми-24Д (обозначение «Г» не было употреблено из эстетических соображений) (Изделие 246). Его опытные прототипы получили высокую оценку на совместных испытаниях в 1973–1974 годах. С выпуска в 1973 г. пяти первых Ми-24Д начал серийное производство этих вертолетов Ростовский вертолетный завод. Всего до 1977 г. было построено около 350 вертолетов Ми-24Д. Созданная в 1980 г. учебная модификация Ми-24ДУ (Изделие 249) отличалась от боевого варианта отсутствием носового пулемета, вместо которого были установлены полноценные рычаги управления и пилотажно-навигационное оборудование в передней кабине летчика-инструктора. На экспорт вертолет Ми-24Д шел с несколько измененным оборудованием под обозначением Ми-25, а Ми-24ДУ — Ми-25У.
Оговоренный заданием заказчика противотанковый комплекс 9К113 «Штурм-В» с управляемыми сверхзвуковыми ракетами 9М114 поступил на испытания в 1972 г. Новая ракета, по сравнению с применяемой в комплексе «Фаланга-ПВ», отличалась не только большей скоростью и дальностью, но и более высокой точностью и вероятностью попадания, а также компактностью. Система управления была радиокомандной полуавтоматической. Испытания комплекса «Фаланга-ПВ» закончились в 1974 г. Причем этот вертолетный вариант был создан раньше, чем «Штурм-С», предназначавшийся для наземных войск. Появление «Штурм-В» определило время создания окончательного варианта вертолета Ми-24, заданного заказчиком в самом начале разработки этого аппарата. Кроме комплекса «Штурм-В» окончательный вариант Ми-24В отличался еще автоматическим прицелом летчика АСП-17В. Ми-24В мог оснащаться восемью управляемыми противотанковыми ракетами, в то время как его предшественники несли только четыре (впоследствии Ми-24В был дооборудован многозамковыми балочными держателями, обеспечившими вооружение вертолета 16 ракетами 9М114). Дополнительные топливные баки на Ми-24В крепились уже не внутри фюзеляжа, а подвешивались под крыльями. Вертолет завершил совместные Государственные испытания примерно годом позже чем Ми-24Д. Постановлением правительства 29 марта 1976 г. оба вертолета были официально приняты на вооружение. К этому времени в строю находилось уже около 400 аппаратов Ми-24А и Ми-24Д. За рубеж вертолет Ми-24В поставлялся под названием Ми-35.
Таким образом, на доводку вертолета ушло почти восемь лет, причем большая часть этого времени была потрачена на согласование и создание прицельных систем и комплекса вооружения. С 1976 г. по 1986 г. было выпущено свыше тысячи Ми-24В. Они вынесли основную тяжесть военных действий в Афганистане и в настоящее время составляют основу военной вертолетной авиации России. На базе Ми-24В в последующие годы был разработан ряд опытных модификаций, отличавшихся новым оборудованием. В частности, в 80-е годы проведена большая исследовательская работа по оснащению Ми-24В средствами ночного видения, обеспечивающими возможность эксплуатации вертолета в любое время суток. Огромный полученный опыт используется в настоящее время при создании «ночного охотника» Ми-28Н.
После создания вертолета Ми-24В ОКБ им. М. Л. Миля приступило к давно запланированной разработке модификации, оснащенной пушкой. Целью такой модификации было повысить боевые возможности вертолета в борьбе с бронетанковой техникой противника. Непосредственные работы над модификацией Ми-24П (пушечный) (Изделие 243) начались с 1974 г. В качестве орудия была выбрана авиационная двуствольная скорострельная 30 мм пушка ГШ-2-30 (Грязева–Шипунова), применявшаяся ранее на истребителях-бомбардировщиках. Так как из-за большого веса и отдачи ее подвижная установка была невозможна, пушку было решено расположить неподвижно вдоль правого борта в носу фюзеляжа и вести огонь путем прицеливания всем вертолетом. Однако доводка модификации затянулась. Возникли существенные проблемы с совместимостью орудия с приборным и прицельным оборудованием. Пришлось конструкторам оружия удлинить стволы пушки и наростить их дополнительными насадками, выводящими очаг образования дульной волны за габариты вертолета. Вертолет поступил в серийное производство с 1981 г. и за девять лет было выпущено свыше 620 Ми-24П. Он был опробован в боях в Афганистане и получил высокую оценку. За рубеж пушечная модификация поставлялась под названием Ми-35П.
Модификация Ми-24П продемонстрировала целесообразность пушечного вооружения вертолета, но неподвижное орудие существенно ограничивало эффективность его применения. В то же время мощь орудия ГШ-30 оказалась даже чрезмерной. Для выполнения ряда операций вполне достаточной была пушка калибром 23 мм. Переход на менее крупные боеприпасы позволил при том же их суммарном весе уменьшить размеры и сложность конструкции патронного ящика. Поэтому, в 1989 г. в серийное производство пошла последняя модификация вертолета: Ми-24ВП (Изделие 258). Двуствольное авиационное автоматическое орудие ГШ-23Л было установлено на подвижной установке НППУ-24 в носу аппарата вместо пулеметной установки УСПУ-24. Таким образом, под конец серийного производства вертолет Ми-24 получил то оружие, которое проектировал с самого начала его первый создатель Генеральный конструктор М. Л. Миль. Останов серийного производства Ми-24 ограничил выпуск Ми-24ВП 25 экземплярами.
За создание вертолета Ми-24 группе его создателей, в том числе главному конструктору М. Н. Тищенко, была присуждена Ленинская премия, а большая группа конструкторов, рабочих и представителей заказчика удостоена высоких правительственных наград.
Модификации Ми-24В, Ми-24Д и Ми-24П с большой эффективностью применялись в боях в Афганистане, где доказали свою высокую боевую мощь и выживаемость, а также незаменимость вертолета как уникального боевого средства вооруженной борьбы. Условия использования в высокогорной стране при постоянно усиливающемся оснащении противника средствами ПВО вынудили провести ряд различных доработок вертолетов. В том числе они были оборудованы высотными двигателями ТВЗ-117В (на высоте 1000 м при температуре наружного воздуха 40 градусов мощность двигателя возросла с 1420 л.с. до 1700 л.с.), пылезащитными и экранно-выхлопными устройствами, многозамковыми бомбодержателями, пулеметами ПК или РПК в грузовой кабине, дополнительным бронированием, пенополиуретановыми заполнителями баков, кассетами ИК-ловушек, станцией активных помех СОЭП-В1А «Липа» и другими дополнительными средствами повышения боевой живучести и эффективности. Для защиты задней полусферы вертолета в 1985 г. ОКБ им. Миля построило опытную модификацию Ми-24В с расположенной сзади фюзеляжа на месте радиоотсека хвостовой пулеметной точкой с крупнокалиберным пулеметом НСВТ-12,7 «Утёс». Стрелок попадал в нее через узкий лаз из грузовой кабины вертолета. Однако при расположении стрелка в кабине нежелательно смещалась назад центровка вертолета и загазованность кабины при стрельбе превышала все допустимые нормы. Поэтому от хвостовой пулеметной точки пришлось отказаться и ввести систему зеркал для обзора задней полусферы.
