Госиспытания Ми-24Д (изделие 246) проходили с февраля по ноябрь 1974 г. Ведущими по машине были инженер Г.И. Кузнецов, лётчики-испытатели С.В. Петров, М.В. Разомазов и Л.3. Татарчук. Одним из основных отличий Ми-24Д от предыдущей серийной модификации стало применение пулемета ЯкБ. Постановление Совета Министров о создании для В-24 высокотемпных 12,7-мм и 7,62-мм пулемётов вышло в декабре 1968 г. Разработка крупнокалиберного пулемёта, получившего шифр ТКБ-063, поручалась ЦКИБ СОО, а 7,62-мм четырёхствольного ТКБ-621 - КБП.
Уже в декабре 1968 г. заказчик одобрил проект четырёхствольного 12,7-мм пулемёта с газоотводной автоматикой и скорострельностью 5000 выстр./мин, разработанный П.Г. Якушевым. «Изюминкой» конструкции был механический стартёр, состоявший из торсиона и планетарного механизма, обеспечивавшего начальную раскрутку блока стволов. Это позволило отказаться от электродвигателя, используемого для этого в иностранных многоствольных образцах.
Через три месяца после защиты технического проекта началась отработка пулемёта стрельбой. Серьёзной проблемой стало обеспечение требуемой живучести стволов. Её обеспечили, применив лейнер из кобальтового сплава КВН-2 и патроны с флегматизированным порохом. После испытаний ТКБ-063 в НИИ-61 в 1971 - 1972 гг. конструкцию доработали и в сентябре 1972 г. передали три образца пулемёта для проведения наземных госиспытаний. Их успешно завершили в августе 1973 г.
Параллельно конструктор пулемёта П.Г. Якушев и его ученик Б.А. Борзов совершенствовали своё детище. Сложный четырёхпоршневой газовый двигатель, состоявший из 88 деталей, они заменили однопоршневым из 12 деталей. В декабре 1972 г. в ЦКИБ СОО провели испытания двух пулемётов с этой новинкой. Конструкция стала более надёжной и удобной в эксплуатации.
Летом 1974 г. пулемёт ТКБ-063, доработанный по результатам госиспытаний 1973 г., выдержал контрольные наземные испытания в НИИ-61 и был запущен в серийное производство на КМЗ в Коврове.
После смерти Якушева в 1973 г. его дело продолжили Б.А. Борзов и В.И. Волков. В 1975 - 1977 гг. пулемёт, смонтированный в дистанционной подвижной установке УСПУ-24, прошёл с положительной оценкой лётные испытания на Ми-24Д и Ми-24В. В марте 1976 г. постановлением Совета Министров авиационный пулемёт ЯкБ-12,7 (9А624) конструкции Якушева -Борзова был принят на вооружение.
Противотанковый комплекс 9П145 «Фаланга-ПВ» с полуавтоматическим наведением создали в КБ «Точмаш» под руководством главного конструктора А.Э. Ну-дельмана. В 1970 г. этот ПТРК успешно прошёл госиспытания и в мае 1972 г. был принят на вооружение.
Эффективность Ми-24Д с ПТРК «Фаланга-ПВ» выросла, а процесс наведения ракеты в реальном бою упростился: вероятность прямого попадания ракеты 9М17П в танк превышала 80%. Оператор мог использовать комплекс и с ручным наведением, которое применялось при световых помехах, выполнении пусков в сумерках, отказах аппаратуры полуавтоматического режима и использовании ракет 9М17М. При этом минимальная дальность пуска увеличивалась до 0,6 км.
В 1973 г. на КМЗ приступили к крупносерийному выпуску ПТУР 9М17П. От ранее применявшейся на Ми-24А ракеты 9М17М она отличалась установкой новых трассёров-ламп увеличенной мощности, обеспечивших равномерную интенсивность излучения на всей траектории полёта. Дальность пуска составляла 0,45 -4 км, стартовая масса - 31,6 кг, средне-траекторная скорость полёта - 170 м/с.
С 1973 г. Ми-24Д строились двумя заводами - в Арсеньеве и Ростове-на-Дону. Приказ о его запуске в серийное производство на ростовском заводе вышел 13 февраля 1972 г., а в следующем году ростовчане сдали заказчику пять первых боевых вертолётов. Эти машины комплектовались двигателями ТВЗ-117 2-й серии с ресурсом 300 ч, в апреле 1976 г. установили межремонтный ресурс в 500 ч, при общем назначенном - 1000 ч. Выпустили около 2000 двигателей 2-й серии, значительная часть из них эксплуатируется до сих пор
Всего до 1977 г. в Арсеньеве и Ростове было построено около 340 вертолётов Ми-24Д. Для поставок за рубеж разработан экспортный вариант, названный Ми-25. Эти машины, выпускавшиеся на РВЗ, отличались упрощённой комплектацией оборудования и ПТРК «Скорпион» -экспортным вариантом «Фаланги-П».