Успешно завершив постройку вертолета Ми-4, ОКБ М. Л. Миля приступило к проектированию новой винтокрылой машины еще большей грузоподъемности. Анализ развития тактики ведения боевых действий в военных конфликтах в начале 50-х гг. позволил главному конструктору сделать вывод о том, что назрела необходимость в тяжелом десантно-транспортном вертолете, способном перевозить боевую технику массой до шести тонн: артиллерийские орудия с тягачами, грузовики и авиадесантные самоходные установки. Все предшествующие попытки, как отечественных, так и зарубежных вертолетостроительных фирм построить столь крупную машину не имели успеха. Тем не менее, молодой конструкторский коллектив уверенно взялся за работу, и уже в конце 1952 г. в отделе общих видов появились первые варианты проекта аппарата, получившего заводское обозначение ВМ-6 (вертолет Миля грузоподъемностью 6 т).

Несмотря на мнение крупнейших отечественных и зарубежных специалистов, настоятельно рекомендовавших для тяжелых вертолетов двухвинтовую продольную схему,  М. Л. Миль предпочел строить машину с одним несущим винтом. Он принял смелое решение проектировать пятилопастный несущий винт диаметром свыше 30 м. Диаметры винтов самых больших вертолетов того времени не превышали 25 м. Не было опыта и создания редуктора для такого тяжелого аппарата. Кроме того, первоначальные исследования показали, что использовать обычные поршневые двигатели для винтокрылых машин подобного класса невозможно. Предстояло осваивать новые турбовинтовые двигатели. ВМ-6 проектировался под ГТД ТВ-2В, создававшийся в ОКБ-19 главного конструктора П. П. Соловьева на базе самолетного турбовинтового двигателя ТВ-2Ф ОКБ-278 Н. Д. Кузнецова. Схема вертолетного ГТД со свободной трубиной позволяла регулировать частоту вращения несущего винта в диапазоне, обеспечивающем максимальную экономичность и наибольший радиус действия вертолета. По проекту двигатель размещался под грузовым отсеком. Вынос его вперед относительно главного редуктора обеспечивал необходимую центровку вертолета. ВМ-6 должен был стать первым в мире вертолетом с ГТД, а разработанная для него компоновка силовой установки считалась в дальнейшем классической.

В ходе согласования проекта с заказчиком грузоподъемность вертолета была увеличена в полтора раза,  и размеры ВМ-6, соответственно, существенно возросли. Вследствие этого ОКБ пришлось перепроектировать машину под два двигателя ТВ-2В. Кроме того, заказчик предполагал использовать десантно-транспортный вертолет для выполнения некоторых операций, предусматривавших полет со скоростями до 400 км/ч. Поэтому ОКБ пришлось прорабатывать и «модный» в то время вариант скоростного винтокрыла, снабженного демонтируемым крылом с высокоразвитой механизацией и двумя тянущими винтовыми установками. Такое крыло позволяло не только обеспечить скорости полета, сопоставимые со скоростями транспортных самолетов, но и разгрузить в полете несущий винт. Разгрузка винта приводила бы к уменьшению напряжений в лопастях и снижению уровня вибраций конструкции.

К концу 1953 г. аванпроект десантно-транспортного ВМ-6 с двумя ТВ-2Ф был уже готов, но М. Л. Милю еще предстояло убедить заказчиков в его реальности. Постановление Совета Министров о разработке воздушного гиганта последовало через полгода – 11 июня 1954 г. В соответствии с ним В-6 (с этого времени ВМ-6 стал называться В-6) рассматривался как «новое средство переброски войсковых соединений … и почти всех видов дивизионной артиллерийской  техники» и должен был перевозить 6 т груза при нормальной взлетной массе, 8 т при перегрузочной и 11, 5 т в случае полета на укороченную дистанцию.