首先，季申科领导设计局对米-24进行重大改进。米里领导研制的米-24A存在不少缺点，它不是“纯”武装直升机，又要作战，又要运兵，势必顾此失彼；并列驾驶舱设计影响飞行员的视界，不利于作战；驾驶舱后面的运兵舱，使机身特别宽大，雷达截面积大、被弹面积大，容易被探测和攻击；同时，由于“包袱”沉重，直升机的机动性受到影响。从1970年开始，季申科领导设计局重新设计了米-24的前机身：将并列双座的宽大驾驶舱改为两个各自独立的串列式阶梯型座舱，射击员在前，驾驶员在后。经过改进大大改善了飞行员的视界，有利于贴地飞行时观察地面障碍物，有利于搜索和攻击目标。同时，也使直升机的前机身变窄，减小了阻力，能防止一弹击中两名机组人员，提高了直升机的生存力。此外，武器系统也有所增强，其导弹攻击目标的准确性提高了两倍。军事专家们认为，经过重大改进的新型号米-24D直升机优于美国AH-1S“眼镜蛇”直升机。随后，米-2413型武装直升机连续生产20多年，共生产数千架，其出口型米-35曾销往世界二十多个国家。
　　70年代中期以后，季申科领导设计局开始根据苏联军方的要求研制新一代武装直升机米-28。同米-24相比，米-28具有重大改进。首先米-28不再担任运兵任务，是专门用于作战的“纯”武装直升机，直升机的性能和机动性明显提高；其次由于机身变细，减小了雷达截面积，降低了被探测概率、有利于提高直升机的生存力。该机在设计上采取巧妙的安排，让不太重要的部件作为屏障，保护那些关键部件。两台发动机距离较远，中间由主减速器隔开，防止一弹击中两台发动机。前后驾驶舱防护增强，前有防弹玻璃，周围有陶瓷装甲，能经受子弹的多次打击。可以说，米-28是世界上防护最强的武装直升机。米-28装有新型的瞄准一驾驶一导航综合系统，其武器威力大，所携带的16枚反坦克导弹，射程可达8千米，优于西方的导弹。许多西方军事专家认为，米-28的生存力甚至高于美国的AH-64“阿帕奇”武装直升机。
　　除了研制武装直升机以外，季申科还领导设计局研制了迄今世界大量使用过的最大的单旋翼直升机米-26。这种多用途重型直升机，北约组织曾给予绰号“光环”，是当今世界上最重的直升机。其主要用于军事运输，最大起飞重量56吨，最大内载和外挂载荷为20吨。该机20世纪70年代中期开始研制，1977年12月第一架原型机首飞，1979年开始投入批生产并获得适航证，并于1981年在巴黎航展上进行了首次展示。值得一书的是，我国的飞龙专业航空公司在2007年向俄罗斯罗斯托夫直升机联合公司租用了1架米-26TC型重型直升机，这架直升机在2008年汶川大地震的抗灾抢险中曾发挥了重要作用。
　　
　　困境中求发展
　　
　　在苏联解体后的上个世纪90年代初，由于俄罗斯国内经济的持续下滑和来自军方的订锐减，俄整个航空业陷入了“严冬”之中。米里直升机实验设计局也不例外，上世纪70、80年代米里设计局设计的直升机年生产量占世界直升机年生产量的20％强。但在上世纪90年代中叶，米里直升机的年生产量只占世界市场的3％左右。这一比例的下降有一系列原因。主要原因是由于经济危机，俄罗斯武装力量在上世纪90年代前半期停止了订购新型直升机，国家只能保证以最低水平财政拨款用于新型直升机的设计。因此，米里设计局和其下属制造企业转而成批制造老式直升机用于出口。此外，米里直升机实验设计局在原苏联时代重点关注于设计和生产中型和重型军用直升机，对民用型直升机关注不足。另外，其直升机设计和生产标准也与美国、西欧发达国家的标准不一致，这导致了米里设计局设计、生产的直升机在国际市场上竞争力不足。
　　就在苏联解体的那一年，也就是1991年，米里设计局的第二任总设计师申季科退休，由马尔克·弗拉基米洛维奇·万贝尔格接替他，担任米里设计局第三任总设计师。万贝尔格从担任总设计师到1997年病逝，只有5年多的时间。尽管在他领导米里设计局时俄罗斯国内的经济状况在不断恶化，但万贝尔格还是想方设法，克服种种困难带领设计局(后期改名为米里莫斯科直升机制造厂股份有限公司)挺了过来，并逐步走出了困境。在他的领导下，在军用武装直升机项目上，米里莫斯科直升机制造厂对米-28进行改进。当时俄罗斯军方对米-28还不够满意，因为它没有夜间或恶劣气象条件下的全天候作战能力。万贝尔格领导直升机制造厂很快就推出米-28的新改型——米-28N。该直升机于1996年11月14日进行了首飞，它与美国的A H-64D“长弓阿帕奇”相似，在主旋翼轴顶部的圆球内装有一套毫米波雷达，同时在机头部位还装有先进的夜视设备，能在漆黑的夜空中以及其他恶劣的气象条件下搜寻和消灭各种目标，并能在离地5米的高度进行超低空飞行。
　　在军民两用型多用途中型直升机项目上，这一时期米里设计局及后来的米里莫斯科直升机制造厂对老式的米-17中型运输直升机进行了系统的改进。主要改进了直升机的发动机和电子设备，提高了飞机的可靠性。改进后的直升机性能比米-17有显著提高，被命名为米-171多用途直升机。该机1991年开始研制生产，20余年来除部分装备俄各军种外，曾经大量出口到包括中国在内的东亚、南亚各国。另外，在上世纪90年代中期，还曾出口到德国、哥伦比亚和几内亚比绍等国。
　　此外，米里莫斯科直升机制造厂在这段时期还加强与欧洲直升机研制厂商的合作。上世纪90年代初，当时的米里设计局就同欧洲直升机公司开展了米-38多用途中型直升机研发项目的合作。米-38多用途中型直升机系用来替换老旧的米-8及米-17系列。欧洲直升机公司为米里设计局充当有关西方直升机验证，及整合西方制造的飞控／导航设备的顾问。为此，后来的米里莫斯科直升机制造厂与欧洲直升机公司联合成立了一家名为欧洲米里(EuroMil)的联合公司，垒权负责米-38直升机的计划管理，并以风险共担的方式合作。尽管在1998年双方的合作由于股权结构变化的问题出现了麻烦，欧洲直升机公司曾宣布退出米-38直升机发展项目，只愿承担项目的航电系统供货商，但毕竟米里莫斯科直升机制造厂从双方的合作中，学会了和西方用户及合作者打交道的方法和途径。
　　此后，米里莫斯科直升机制造厂还进行了许多新方案直升机的探索，例如武装直升机米-40方案、民用直升机米-58方案、轻型直升机米-52等。1997年春，万贝尔格突然病逝后，阿列克谢·萨穆先科出任了米里莫斯科直升机制造厂总设计师。他继续进行了万贝尔格未竞的事业，完善夜战直升机米-28N并领导米-38的研制工作。在他的领导下，工厂的情况也进一步好转。