Новый тяжёлый транспортный вертолёт создавался на рубеже 1960-1970-х годов на конкурсной основе с КБ Камова, с целью расширения возможностей выполнения перевозок крупногабаритной и тяжёлой современной техники, поступавшей в войска. Согласно требованиям заказчика, вертолёт должен был перевозить грузы массой до 20 т на расстояние 400 км при обеспечении статического потолка более 1500 м.
В 1977 году собран первый лётный экземпляр зав. № ОП-01, серийный № 00-01. В октябре он был выкачен из цеха для наземной отработки силовой установки и систем вертолёта, которые продолжались полтора месяца. Первый полёт Ми-26 (продолжительностью три минуты) выполнен 14 декабря 1977 года под управлением ведущего лётчика-испытателя Г. Р. Карапетяна.
Торжественная выкатка первого серийного вертолёта состоялась 4 октября 1980 года в 21 ч 10 мин на Ростовском вертолётном заводе. В полдень 25 октября было выполнено первое висение, а на следующий день состоялся полёт по кругу. Вертолёт был окрашен в цветовую схему советской авиакомпании «Аэрофлот».
В 1983 году для нужд народного хозяйства был разработан демилитаризованный вариант вертолёта под индексом Ми-26Т. Вертолёт отличался составом радиосвязного, другим навигационным и специальным гражданским оборудованием, отсутствием бронирования, десантного и другого военного оборудования.
На вертолёте установлены два турбовальных двигателя Д-136 разработки Запорожского машиностроительного конструкторского бюро «Прогресс». Двигатель Д-136 разработан на основе самолётного турбовентиляторного двигателя Д-36, устанавливавшегося на Як-42, Ан-72, Ан-74. Серийно Д-136 производился с 1982 года на Запорожском ПО «Моторостроитель»
Двигатели со взлётной мощностью по 10000 л. с. каждый (максимальный взлётный режим — 11400 л. с., номинальный — 8500 л. с., крейсерский — 6100 л. с.), передают суммирующий крутящий момент через главный редуктор на несущий и рулевой винты. Двигатели соединены с главным редуктором через муфты свободного хода, что позволяет отсоединять неработающий двигатель от трансмиссии, выполнять полёт на одном работающем двигателе или посадку на авторотации.