Prototyp další modernizované varianty Iljušinu Il-76 vykonal první let z letiště Žukovskij. Tato verze, označená Il-76MD-M je určena pro ruské vojenské letectvo. Modernizace spočívá především v zástavbě moderní avioniky a zrušení střeliště v zádi. Kokpit pilotů je nově vybaven multifunkčními displeji. Na rozdíl od další modernizované varianty Il-76MD-90A je však verze Il-76MD-M stále vybavena původními motory Solovjev D-30KP. Ruské letectvo zatím objednalo modernizaci 39 letadel Il-76MD-M, která bude prováděna v Uljanovsku. Poslední z nich by měl být dodán v roce 2020. V současné době je na světě provozuschopných celkem 169 Il-76MD, z nichž je ale 65 dlouhodobě odstaveno. Kromě vojenského letectva Ruska je jich 19 v provozu u vojenského letectva Ukrajiny, nejméně 16 u vojenského letectva Číny, 17 u vojenského letectva Indie, 12 u vojenského letectva Alžírska, 3 u vojenského letectva Uzbekistánu, 2 u vojenského letectva Běloruska, 5 u vojenského letectva Iránu, 9 u vojenského letectva Angoly, 1 u vojenského letectva Súdánu a několik dalších ve službách civilních společností.