Первый вариант вертолета Ми-8 с четырехлопастным несущим винтом был испытан в 1962 году. В октябре 1963 года начал проходить испытания второй вариант с пятилопастным несущим винтом, который в конце 1965 года был принят в серийное производство.
Лопасти несущего винта цельнометаллические. Они состоят из полого лонжерона, спрессованного из алюминиевого сплава. Все лопасти несущего винта оснащены пневматической сигнализацией повреждения лонжерона. В системе управления используются мощные гидроусилители. Ми-8 оборудован противообледенительной системой, которая работает как в автоматическом, так и в ручном режимах.
Система внешней подвески вертолета позволяет перевозить грузы массой до 3000 кг.
При отказе одного из двигателей в полете, другой двигатель автоматически выходит на повышенную мощность, при этом горизонтальный полет выполняется без снижения высоты.
Ми-8 оборудован автопилотом, обеспечивающим стабилизацию крена, тангажа и рыскания, а также постоянную высоту полета. Навигационно-пилотажные приборы и радиосредства, которыми оснащен вертолет, позволяют совершать полеты в любое время суток и в сложных метеоусловиях.
Вертолет, в основном, используется в транспортном (Ми-8Т) и пассажирском вариантах. В пассажирском варианте Ми-8П оборудован для перевозки 28 пассажиров. По специальному заказу, в Казани, может быть изготовлен вариант с салоном «люкс», рассчитанный на семь пассажиров. Выполнены заказы для Б. Ельцина, Н. Назарбаева, М. Горбачева и других.
Военный вариант Ми-8Т имеет пилоны для подвески вооружения (НУР, бомбы).
Следующая военная модификация Ми-8ТВ имеет усиленные пилоны для подвески большого количества вооружения, а также пулеметную установку в носовой части кабины. За счет перестановки РВ на левую сторону была увеличена его эффективность.
Ми-8МТ - последняя модификация вертолета, которая явилась логическим завершением перехода от транспортного к транспортно-боевому вертолету. Установлены более современные двигатели ТВЗ-117 МТ с дополнительной газотурбинной установкой АИ-9В и пылезащитным устройством на входе в воздухозаборники.
Для борьбы с ракетами типа «земля-воздух» имеются системы рассеивания горячих газов двигателей, отстрела ложных тепловых целей и генерации импульсных инфракрасных сигналов.
В 1979-1988 гг. вертолет Ми-8МТ принимал участие в военном конфликте в Афганистане.