Mi-6 cất cánh lần đầu tháng 7 năm 1957. Để chiếc máy bay to lớn này có thể cất cánh là một nhiệm vụ không hề dễ dàng; Mi-6 có một hộp số rất lớn, nặng hơn cả các động cơ của nó, và thường dùng cánh ngắn để làm giảm trọng lượng tải lên cánh quạt trong quá trình bay. Không chỉ giữ kỷ lục trong một thời gian dài là chiếc máy bay trực thăng lớn nhất thế giới, nó cũng là chiếc bay nhanh nhất với tốc độ 300 km/h. Khả năng chất tải tối đa của nó là 12.000 kg.

Khi chiếc trực thăng không lồ này được thiết kế trong giai đoạn 1954-56 nó lớn hơn nhiều so với chiếc lớn nhất thế giới thời ấy, và thậm chí ở thời điểm hiện nay các yếu tố động lực về động cơ, hộp số, cánh quạt và trục lái (drive shaft) của nó vẫn được coi là đỉnh cao. Khi mới xuất hiện, Mi-6 đã thiết lập nhiều kỷ lục thế giới, gồm một kỷ lục bay vòng tròn với tốc độ hơn 211 mph (340 km/h). Trong giai đoạn 1959-72 tổng cộng ít nhất 500 chiếc đã được chế tạo để hoạt động trong nhiều lĩnh vực từ vận tải, công cộng, cứu hoả và cần cẩu bay, cấu hình cho cứu hoả và cần cẩu bay không được trang bị các cánh cứng lớn có vai trò làm tăng lực nâng và tốc độ như các cấu hình khác. Một điều khá ngạc nhiên, bánh đúp phía trước và lốp chính áp suất thấp phía sau không thụt vào được. Thông thường tổ bay Mi-6 không ít hơn 5 người, nó có thể chở 65 quân được trạng bị đầy đủ vũ khí và có thể thay đổi để mang được 41 cáng thương cùng hai người phục vụ, hay mang nhiều loại vật dụng khác gồm cả xe cộ, lên theo cửa sau. Trong thực tế các phi đội Mi-6 đã đảm nhiệm nhiều phi vụ vận chuyển các loại vũ khí rất ấn tượng, gồm cả các rocket Frog trên xe phóng bánh xích PT-76 của chúng, cũng như nhiều trạm radar lớn và pháo hạng nặng. Tất cả những chiếc APC (Xe thiết giáp chở quân) Xô viết, xe thiết giáp hạng nhẹ, MICV (phương tiện chiến đấu bộ binh cơ giới) đều có thể được vận chuyển bằng Mi-6.