Самым успешным направлением дальнейшего развития семейства вертолетов Ми-24 стал проект глубокой модернизации вертолета Ми-35, в результате чего на свет появился вертолет Ми-35М, который сегодня находится на вооружении силовых ведомств России и ряда зарубежных стран. Ми-35М - это вертолет нового поколения, в котором уникальный опыт длительного боевого применения соединен с последними достижениями и разработками в области вертолетостроения. Успех программы Ми-35М в первую очередь связан с тем, что в ходе ее реализации была проведена не просто очередная модернизация вертолета, а фактически коренная его перестройка. Это тоже модернизация, но, как принято говорить, глубокая, т.е. затрагивающая жизненно-важные элементы конструкции машины. 

В частности, Ми-35М получил силовую установку в составе двух более мощных турбовальных двигателей ВК-2500-02 компании «ОДК-Климов» (входит в состав Объединенной двигателестроительной корпорации Госкорпорации «Ростех») мощностью на взлетном режиме 2200 л.с. и 2700 л.с. - на чрезвычайном режиме, несущий винт с композитными лопастями и Х-образный рулевой винт также с лопастями из современных композиционных материалов, втулку несущего винта с эластомерными шарнирами, новый автомат перекоса, укороченное крыло с сокращенными с трех до двух точками внешней подвески под каждой из консолей и встроенной системой подъема грузов, а также новый комплекс бортового радиоэлектронного оборудования. 

В состав последнего входят современные обзорно-прицельная система ОПС-24Н на базе гиростабилизированной оптико-электронной системы ГОЭС-324ВМИ (тепловизионный и телевизионный каналы, лазерный дальномер и пеленгатор); комплекс пилотажа, навигации и электронной индикации КНЭИ-24Э (с цветными многофункциональными дисплеями); прицельно-вычислительный комплекс ПрВК-24; очки ночного видения ОВН-1 «Скосок» (для применения последних осуществлен комплекс работ по адаптации кабины экипажа вертолета) и пр. Согласно информации, изложенной в буклете холдинга «Вертолеты России», посвященному вертолету Ми-35М, круглосуточная обзорно-прицельная система ОПС-24Н обеспечивает: «поиск и обнаружение различных целей и объектов, в том числе малоскоростных воздушных целей типа «вертолет» круглосуточно в простых и ограниченно сложных метеоусловиях; наведение управляемых ракет типа «Атака» («Штурм»); прицеливание при применении пушечного подвижного и неподвижного вооружения; измерение наклонной дальности до цели и выдачу ее в комплекс ПрВК-24-2; выдачу видеосигнала на индикаторы ИВ-86-2 в виде полного телевизионного сигнала; наблюдение закабинного пространства с использованием изображения местности по телевизионному или тепловизионному каналам в дневных и ночных условиях; обнаружение и распознавание целей на дальности: 5-6 км днем и 3-4 км ночью». 

Кроме того, конструкция Ми-35М обеспечивает вертолету низкую акустическую заметность, повышение боевой живучести, а также снижает трудоемкость технического обслуживания. В отличие от своих многочисленных предшественников, вертолет оснащается уже неубирающимся шасси (во-первых, это позволило существенным образом сэкономить массу на соответствующих системах машины, а, во-вторых, как указывают специалисты, это позволяет смягчить удар и, соответственно, воздействие на экипаж и десантников при падении вертолета при аварийном или боевом повреждении). Была также демонтирована вспомогательная гидросистема вертолета. Особо следует отметить, что глубоко модернизированный вертолет Ми-35М способен применять свой весьма мощный комплекс вооружения в любое время суток, что обеспечивается, в том числе, и наличием у летчиков очков ночного видения с обеспечением соответствующей адаптации спектральных характеристик светотехнического оборудования кабины. 

В результате проведенной модернизации российским специалистам удалось существенно улучшить летно-технические и эксплуатационные характеристики отечественного транспортно-боевого вертолета, обеспечить экипажу машины возможность выполнения боевых задач круглосуточно и в простых и сложных метеоусловиях, а также обеспечить более эффективное применение всех имеющихся на борту видов неуправляемого и управляемого вооружения в различных физико-географических условиях, включая высокогорье и районы с жарким и влажным климатом. При этом вертолет может выполнять полет на высотах 10-25 м днем и не менее 50 м ночью над поверхностью земли с выходом на цель. 

Модернизированный транспортно-боевой вертолет Ми-35М предназначен для борьбы с бронетанковой техникой противника и поражения его огневых точек, осуществления огневой поддержки своих армейских подразделений, доставки в назначенную точку группы десантников численностью до восьми человек с личным вооружением и ее эвакуации, а также перевозки больных и раненых - двое лежачих и двое сидячих - в сопровождении одного медицинского работника, или перевозки различных грузов в кабине (общий вес - до 1500 кг) или на внешней подвеске (весом до 2400 кг). При этом боевая живучесть вертолета обеспечивается за счет: дублирования важнейших систем вертолета; обеспечения эффективного бронирования кабины экипажа и жизненно важных систем машины; наличия высокоэффективного комплекса вооружения, в том числе неуправляемого и управляемого ракетного; включения в состав бортового комплекса обороны станции обнаружения облучения РЛС противника и устройств выброса ложных тепловых целей инфракрасного диапазона; применения экранно-выхлопных устройств двигателей и лопастей несущего и рулевого винтов, которые выполняются из современных композиционных материалов. 

Опытный Ми-35М был облетан в марте 1999 года, а после успешного завершения государственных совместных испытаний нового вертолета настал черед этапа его серийного производства - оно было освоено на «Роствертоле» полтора десятка лет назад. После этого радикально обновленную машину стали активно закупать различные зарубежные заказчики. В частности, в 2006-2008 годы 10 вертолетов этого типа получила Венесуэла, а в 2009-2014 годы другая латиноамериканская страна - Бразилия - получила 12 машин. Еще 24 вертолета в 2011-2014 годы поступили в Азербайджан, а осенью 2013 года поставки Ми-35М начались в Ирак. В свою очередь Республика Казахстан подписала контракты на поставку восьми вертолетов Ми-35М, призванных заменить выбывший парк доставшихся стране после распада Советского Союза вертолетов Ми-24В. Первые четыре из заказанных машин были поставлены в конце 2016 года, а в конце января 2017 года на авиабазе в Шымкенте (ранее - Чимкент) официально началась их эксплуатация.