El helicóptero fue creado en la segunda mitad de la década de 1950 para transportar los sistemas de misiles soviéticos Luna. Dos plantas, una situada en Moscú y otra en Rostov, estuvieron involucradas en la producción en serie de estas aeronaves. Entre 1960 y 1962 la instalación moscovita sacó de su cinta hasta 50 helicópteros. A su vez, la fábrica de Rostov produjo un total de 874 unidades entre 1959 y 1980.
El Mi-6 podía llevar a bordo seis toneladas de carga en condiciones normales, ocho de sobrecarga y 11,5 toneladas desplazándose a distancias cortas. Además, por primera vez en la industria aeronáutica de la URSS un helicóptero fue capaz de transportar una carga colgada de un pendiente externo.
El compartimento de carga del Mi-6 medía 12 metros de longitud, 2,65 de anchura y 2,5 de altura, lo cual era equiparable a los aviones de transporte An-8 y An-12. En una aeronave así los militares soviéticos podían instalar fácilmente 61 asientos plegables y hacer sitio, en un modelo sanitario del Mi-6, a 41 pacientes sobre camillas con dos médicos. En situaciones extremas este helicóptero era capaz de transportar hasta 150 personas.
En octubre de 1957 este helicóptero levantó una carga de 12.004 kilogramos a 2.432 metros de altitud. El hito causó sensación en la aviación mundial, ya que de esta manera el Mi-6 doblaba el récord marcado previamente por el helicóptero pesado estadounidense S-56. De hecho, el Mi-6 podría levantar al S-56 cargado al límite.
No obstante este no fue el único logro de esta aeronave soviética. Antes de pasar por una serie de pruebas estatales, el Mi-6 estableció varios récords mundiales más. Así, el 16 de abril de 1959, una aeronave de este modelo levantó cinco toneladas de carga a 5.584 metros de altura y 10 toneladas a 4.885 metros. En septiembre de 1962, el Mi-6 despegó con una carga de 20,1 toneladas a bordo ascendiendo a 2.738 metros.
En 1961, este helicóptero fue reconocido no solo como el de mayor capacidad de elevación de cargas, sino también como el más rápido del mundo. El 21 de septiembre de ese mismo año una tripulación soviética consiguió acelerar a 320 km/h, la velocidad que anteriormente se creía imposible de alcanzar por un helicóptero. Dos años más tarde otro Mi-6 estableció un nuevo récord al volar 100 kilómetros de distancia a 340,15 km/h.
