Vznikaly verze jako přepravník paliva, vzdušné velitelské stanoviště, protilodní, salonní verze pro cestující, požární varianta, pohybující se raketová technická základna vrtulníkového typu, pátrací a záchranářská varianta, raketový vrtulníkový komplex, palivový pro pozemní vojska a letectvo. Mi-6 je držitelem 16 světových rekordů, včetně překonání rychlosti 300 km/h v roce 1961. V roce 1957 vyzvedl náklad o hmotnosti 12 tun do výšky 2432 metrů, v roce 1962 vyzvedl do výšky 2 000 metrů náklad o hmotnosti 20 117 kg.

V Československu je používala Střední skupina vojsk Sovětské armády.

Poslední stroje byly v provozu do roku 2004.

V současnosti je Mi-6 ve výzbroji v Uzbekistánu (26 ks + 2 ks Mi-22) a Laosu (1 ks), jejich provozuschopnost však není ověřena.

Dříve byly ve výzbroji SSSR a Ruska, Alžírska, Běloruska, Vietnamu, Egypta, Indonésie, Iráku, Pákistánu, Peru, Polska, Ukrajiny, Sýrie a Etiopie.

V 80. letech ve válce v Afghánistánu bylo ztraceno 28 vrtulníků Mi-6.