До развала Советского Союза вертолет Ми-24 поставлялся в различных модификациях в более чем 20 государств мира, в том числе в «страны народной демократии», Афганистан, Алжир, Анголу, Вьетнам, Индию, Ирак, Ливию, Мозамбик, Никарагуа, Перу, Северную Корею, Северный Йемен, Сирию, Югославию, Южный Йемен, Эфиопию и др.
Винтокрылый штурмовик Миля эффективно использовался в более чем трех десятках войн и вооруженных конфликтов, т. е. на сегодняшний день он является самым «повоевавшим» среди боевых вертолетов мира. В ходе ирано-иракской войны Ми-24 неоднократно вступали в воздушную схватку с боевыми вертолетами Белл «Си Кобра» ВВС Ирана и выходил победителем, а в одном из боев иракский Ми-24В поразил иранский истребитель «Фантом».
Для наращивания огневой мощи вертолетов Ми-24 для них в в конце 70-х годов были разработаны подкрыльевые контейнеры ГУВ с двумя вариантами оснащения:либо один пулемет ЯкБ-12,7 и два таких же высокотемпных пулемета ТКБ-621 калибром 7,62 мм, либо гранатомет АГС-17 «Пламя» калибром 30 мм. В дальнейшем на Ми-24 стали устанавливаться разработанные в ОКБ им. А. С. Яковлева универсальные пушечные контейнеры УПК-23-250 с пушкой ГШ-23 калибра 23 мм. Кроме блоков неуправляемых реактивных снарядов малого калибра С-5 на Ми-24 используются блоки неуправляемых ракет С-8 (калибром 80 мм), С-13 (130 мм) и С-24 (250 мм), блоки осветительных ракет, универсальные контейнеры-разбрасыватели мин, различные бомбы весом до 500 кг. В опытном порядке была проверена возможность оснащения вертолетов Ми-24 различными другими типами вооружения, в том числе ракетами класса «воздух–воздух» Р-60, Р-73 и 9М39 «Игла».
Все серийные военные вертолеты Ми-24А, Ми-24В, Ми-24Д, Ми-24П и Ми-24ВП применялись для решения задач общеармейского характера в трех основных вариантах: боевом — для борьбы с танками, огневой поддержки наземных войск и тактических десантов, уничтожения точечных целей, опорных пунктов и десантов противника; транспортном — для высадки тактических десантов, перевозки войск и грузов и снабжения передовых частей; санитарном — для эвакуации с поля боя и тыла раненных и больных (два лежачих и два сидячих при одном сопровождающем). В то же время ОКБ не прекращало разработки специализированных модификаций вертолета Ми-24.
Наличие вместительной грузовой кабины и высокая энерговооруженность аппарата способствовали появлению различных предложений по новым областям его использования. Большая часть их осталась только на бумаге. В частности, в 1971 г. был разработан противолодочный вариант Ми-24М (Изделие 247), но, дабы не «переходить дорогу» традиционному разработчику палубной авиации ОКБ им. Н. И. Камова, имевшего больший опыт создания палубных вертолетов, Генеральный конструктор М. Л. Миль распорядился прекратить работы по данной тематике. Только в 1973 г. «милевцами» по срочному заданию правительства на базе Ми-24А была построена опытная модификация буксировщика минных тралов Ми-24БМТ (Изделие 248). Для этого с исходной модели были сняты весь комплекс вооружения, броня и крылья; шасси сделано неубирающимся. В фюзеляже размещено траловое устройство и установлен дополнительный топливный бак. Вертолет-тральщик остался в единственном экземпляре, так как для борьбы с минами в зоне Суэцкого канала был применен соответствующий вариант вертолета Ми-8.
В 1975 г. на одном из опытных прототипов В-24 был опробован экспериментальный рулевой винт типа «фенестрон». Он не получил практического применения так как оказался нецелесообразным для вертолетов такого класса. В том же 1975 г. ОКБ им. М. Л. Миля создало на базе одного из первых В-24 модификацию вертолета А-10, максимально облегченную и с обтекателями вместо крыльев. Летом того же года экипажем Г. В. Расторгуевой был установлен ряд женских мировых рекордов скорости и скороподъемности, а 21 сентября 1978 г. Г. Р. Карапетяном установлен абсолютный мировой рекорд скорости полета вертолета: 368,4 км/ч. Еще один В-24 успешно использовался несколько лет в качестве летающей лаборатории для испытаний и доводки противотанкового комплекса «Штурм». Во время разработки боевого вертолета Ми-28 его предшественник успешно использовался в качестве летающей лаборатории для испытания агрегатов и систем нового создаваемого аппарата, в том числе таких как несущий и рулевой винты, вооружение и прицельно-пилотажно-навигационное оборудование.
Для ведения РХБ разведки с воздуха с передачей развединформации с борта по радиоканалам связи на наземные пункты ОКБ им. М. Л. Миля переоборудовало в конце 1978 г. один Ми-24В в модификацию Ми-24Р (Изделие 2462), оснащенную повышенной системой жизнеобеспечения экипажа, дополнительными местами двух химиков-разведчиков, соответствующим оборудованием для взятия проб воздуха и грунта, в том числе уникальным дистанционно-управляемым экскаватором на подкрыльевом пилоне, а также аппаратурой анализа и передачи результатов разведки. С 1983 г. по 1989 г. заводы выпустили свыше 160 машин такой модификации. Вертолеты Ми-24Р использовались при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Три года назад исходная модель была подвергнута модернизации и названа Ми-24РА. Она отличается более совершенным оборудованием связи и обработки информации, в результате чего экипаж сокращен на одного химика-разведчика.
В 1979 г. ОКБ им. М. Л. Миля создало модификацию Ми-24К (Изделие 201), предназначенную для визуального наблюдения за полем боя, расположением войск противника, корректирования ракетной и артиллерийской стрельбы, а также перспективного фотографирования местности. Вместо «Радуги» разведывательная модификация получила систему наблюдения «Ирис» с увеличенным диапазоном наблюдения. В грузовой кабине был установлен бортовой разведывательно-корректировочный комплекс «Рута», состоящий из оптического наблюдающего прибора, бортовой вычислительной машины и устройства преобразования информации, а также фотоаппарат АФА-100, ведущий съемку через специальное окно с правой стороны кабины. С 1983 г. по 1989 г. было построено почти 180 воздушных корректировщиков.
Еще одна модификация на базе Ми-24В была создана для осуществления Г. В. Расторгуевой перелета в Америку для участия в 1989 г. в праздновании 200-летия США. Вертолет был максимально облегчен. Подкрыльевые держатели оборудованы для подвески четырех топливных баков, обеспечивших беспосадочный перелет дальностью до 1200 км. Раскрашенный известным художником З. Церителли вертолет благополучно совершил перелет через Берингов пролив.
Вертолеты Ми-24 всех модификаций в настоящее время являются одним из основных летательных аппаратов армейской авиации России и других государств бывшего Советского Союза и Варшавского Договора, а также ряда стран третьего мира. В связи с этим ОКБ им. М. Л. Миля во главе с Генеральным директором — Генеральным конструктором Г. А. Синельщиковым разрабатывает программу глубокой модернизации существующего парка вертолетов Ми-24 с целью продления сроков их службы, повышения боевой эффективности, а также летно-технических и эксплуатационных характеристик, в том числе и унификацию вооружения, оборудования и агрегатов с перспективным вертолетом Ми-28. Модернизация транспортно-боевого вертолета носит название Ми-24ВМ (в варианте для зарубежных заказчиков Ми-35М). Она будет оснащена более мощными и высотными двигателями ТВЗ-117ВМА, новыми несущей системой и Х-образным рулевым винтом, приборным оборудованием, усиленной гидравликой, неубираемым с целью экономии веса шасси, дополнительными средствами снижения заметности и повышения живучести, подвижным двуствольным автоматическим орудием ГШ-23В, укороченным крылом с узлами подвески под 16 управляемых противотанковых ракет 9М120 комплекса «Атака-В» или зенитных ракет 9М39 комплекса «Игла-В» и другие варианты вооружения.
