Непосредственным поводом для переноса производства Ил-76 в Россию стали проблемы с реализацией заключенного в сентябре 2005 г. «Рособоронэкспортом» крупного контракта на поставку 38 самолетов Ил-76МД (включая несколько самолетов-заправщиков) в КНР. Оказалось, что фактическое состояние ТАПОиЧ, сложившееся к тому времени, и предложенные финансовые условия, не позволяют выполнить сделку. Кроме того, стало очевидным, что в последующие годы, помимо возможных новых коммерческих контрактов, возникнет серьезная потребность в самолетах типа Ил-76 и со стороны российских операторов, в первую очередь – Министерства обороны. Для избежания зависимости от завода, находящегося хоть и в дружественном, но все же другом государстве, взвесив все «за» и «против», и решено было организовать серийное производство Ил-76 в России, на ульяновском заводе «Авиастар».
При этом самолет, разработанный почти 40 лет назад, предстояло существенно модернизировать, а всю конструкторско-технологическую документацию перевести в цифровой вид – по сути выпустить ее по-новой, в виде трехмерных цифровых моделей. К основным мероприятиям по модернизации Ил-76 отнесли замену двигателей на более мощные и экономичные ПС-90А-76 пермского производства (они были уже опробованы к тому времени на опытных Ил-76МФ и Ил-76МД-90) и существенное обновление комплекса бортового оборудования, в т.ч. реализацию «стеклянной» кабины экипажа. Попутно внесли ряд серьезных конструктивно-технологических усовершенствований. Например, при сохранении профиля и внешних обводов крыла ввели новую его конструктивно-силовую схему: консоль крыла стала неразъемной по размаху, изготавливаемой с использованием длинномерных панелей с приклепанными стрингерами (ранее стрингеры фрезеровались вместе с панелями), а число лонжеронов сократилось с трех до двух. Это позволило обеспечить существенное снижение массы конструкции и получить выигрыш в технологичности.
Благодаря применению нового крыла и усиленного шасси максимальная взлетная масса самолета, по сравнению с ранее выпускавшимся на ТАПОиЧ серийным Ил-76МД, была повышена со 190 до 210 тонн, а максимальная полезная нагрузка – с 47 до 60 тонн. Благодаря лучшей на 12% топливной экономичности двигателей ПС-90А-76 дальность полета возросла с 4000 км до 5000 км (с грузом 52 тонны). Большая тяга двигателей позволила также улучшить взлетно-посадочные характеристики: длина разбега с максимальной взлетной массой сократилась с 1750 до 1600 м. Для повышения эксплуатационных качеств вспомогательная силовая установка ТА-6А была заменена на более современную ТА-12А.
Аналоговый пилотажно-навигационный комплекс «Купол-II» уступил место цифровому – «Купол-Ш-76М(А)», а аналоговая система автоматического управления САУ-1Т-2Б была заменена цифровой САУ-76, которая обеспечивает заход на посадку по II категории ИКАО и навигацию по правилам RNP и RVSM. Вместо традиционных электромеханических приборов в кабине экипажа теперь применяется комплексная система электронной индикации и сигнализации (КСЭИС), включающая восемь цветных многофункциональных жидкокристаллических индикаторов. Появилась на борту и современная спутниковая навигационная система БПСН-2.
Модернизированный самолет получил название Ил-76МД-90А и индекс «476» (потому его иногда называют Ил-476, хотя это обозначение не является официальным). Помимо головного разработчика – ОАО «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина» – к проекту «476» был привлечен широкий круг соисполнителей: ОАО «Пермский моторный завод», ЗАО «Котлин-Новатор», ОАО «Техприбор», ОАО «МИЭА», ОАО «Гидроагрегат», ОАО «Авиаагрегат», ОАО «Электропривод» и др.