Выдающимся событием в истории развития Ми-8 была модернизация вертолета под более мощные двигатели ТВ3-117МТ. Проработка проекта Ми-8М с увеличенными мощностью двигателей и грузоподъемностью началась в ОКБ М. Л. Миля еще в 1964-м, параллельно с проработкой скоростного винтокрыла Ми-8С с маршевым реактивным двигателем. От идеи винтокрыла вскоре отказались, а проект 40-местного Ми-8М с каждым годом приобретал все большую актуальность. Конструкторы предполагали увеличить вместимость вертолета за счет дополнительных секций в фюзеляже.
Повышенная мощность двигателей позволяла рассчитывать на увеличение полезной нагрузки свыше 4 т и, самое главное, улучшение высотных характеристик, по которым многоцелевой вертолет уступал не только современным зарубежным аналогам, но и своему предшественнику Ми-4. В ноябре 1967-го последовало постановление правительства о разработке модернизированного вертолета, и уже к концу года в сборочном цехе МВЗ подготовили предварительный макет.
На этой машине планировалось использовать два двигателя ТВ3-117 мощностью по 1900 л. с. ТВЗ-117 был разработан во второй половине 1960-х в ОКБ С. П. Изотова и предназначался для противолодочной амфибии Ми-14. Модификацию этого же двигателя предусматривалось установить и на боевом Ми-24. Возникла заманчивая идея максимально унифицировать динамическую систему (силовую установку, трансмиссию и винты) для всех трех вертолетов.
В 1971-м утвердили эскизный проект Ми-8М и, по рекомендации ЦАГИ, Ми-8 решили модернизировать в два этапа, т. е. до постройки варианта с удлиненным фюзеляжем создать промежуточный с минимальным изменением конструкции. Вместо ТВ2-117 и старой трансмиссии на Ми-8Т решили установить двигатели ТВ3-117МТ, главный редуктор ВР-14 и усиленную трансмиссию.