В ОКБ рассматривался и его гражданский вариант – самолет-автобус с облегченным фюзеляжем, на двух палубах которого располагалось до 250 пассажиров. Летные испытания грузового Ил-76 планировалось начать в IV квартале 1969 года.
Последующие проработки машины показали, что грузовой отсек рациональнее использовать для транспортировки грузов весом до 40 тонн, и в этом случае самолет имел резервы для дальнейшей модернизации. Уже на этапе эскизного проекта машина Московского машиностроительного завода (ММЗ) «Стрела» (такое название завод № 240 и ОКБ С.В. Ильюшина получили в 1966 году) по заявленным параметрам значительно превзошла аналогичное предложение киевских самолетостроителей. В итоге макетная комиссия, работавшая в мае 1967 года, рекомендовала продолжить разработку.
Очередной «ил» по своей компоновке напоминал американский С-141А «Старлифтер». И хотя советские конструкторы старались полнее использовать опыт заокеанских авиастроителей (даже известен случай, когда для разгрузки прибывшего в Москву С-141А в качестве грузчиков откомандировали ведущих конструкторов ОКБ), но говорить о влиянии американцев не приходится. Дело в том, что компоновка С-141А не является каким-то открытием, а вытекает из объективных законов развития техники и требований заказчика.
Первую опытную машину построили в феврале 1971 года, вскоре после назначения Генриха Васильевича Новожилова генеральным конструктором, и 25 марта (за несколько дней до открытия ХХIV съезда КПСС) Ил-76, пилотируемый экипажем летчика-испытателя Эдуарда Кузнецова, впервые поборол земное притяжение, оторвавшись от ВПП Центрального аэродрома имени М.В. Фрунзе, уже тогда находившегося почти в центре Москвы.
Ил-76 создавался прежде всего для военных, и в перерыве работы ХХIV съезда КПСС министр гражданской авиации Б.П. Бугаев сказал Г.В. Новожилову:
Ил-76 первых серий
В течение первых шести месяцев летных испытаний грузоподъемность самолета не превышала 30 тонн, и лишь после завершения статических испытаний самолета № 0102 отменили ограничение, доведя ее до расчетного значения 40 тонн.
Заводские летные испытания Ил-76 проходили столь успешно, что менее чем через два месяца руководство МАПа сочло возможным продемонстрировать его в Париже на ХХХ Международном салоне авиации и космонавтики, а за неделю до этого с самолетом ознакомилось правительство СССР.
Любопытно, что в Париже, согласно рекламному проспекту внешнеторгового объединения «Авиаэкспорт», машину продекларировали как 40-тонник. Мир рукоплескал ильюшинцам, а в прессе то и дело появлялись сообщения о заметных преимуществах Ил-76 перед его «коллегой» С-141А, возможности которого сильно ограничивались узким фюзеляжем.
Спустя восемь месяцев от ВПП Центрального аэродрома столицы оторвался второй прототип Ил-76, и менее чем через три месяца в полет ушел первый серийный самолет, построенный на заводе в Ташкенте и пилотируемый экипажем А.М. Тюрюмина. Последней машине довелось в ноябре 1973 года впервые продемонстрировать свои боевые возможности. Во время учений войск Одесского военного округа с Ил-76 десантировали парашютистов, а под Витебском (Республика Белоруссия) кроме бойцов – воинские грузы и технику.
Вскоре после первого полета советская печать рассказала о создании новой машины, а специалисты НАТО поспешили присвоить ей свое кодовое имя Candid, что в переводе с английского означает «Откровенный». Хотя это имя натовцев не увязывалось с обликом Ил-76, но он в ходе испытаний откровенно демонстрировал свои возможности.
Для совместных с заказчиком государственных испытаний самолета, завершившихся в декабре 1974-го, потребовался лишь год. Тогда на нескольких машинах выполнили 197 полетов общей продолжительностью 509 часов. В этом же году главным конструктором Ил-76 назначили Р.П. Попковского.
В мае 1975 года из Тюмени в Нижневартовск и Надым на Ил-76 выполнили демонстрационные полеты, а спустя семь месяцев экипаж летчика-испытателя ОКБ Э.И. Кузнецова начал пробную эксплуатацию первого прототипа в Тюменском регионе.