Первый прототип Ми-24Д имел толкающий рулевой винт	Ми-24Д ВВС Чехии. На вертолете открыты капоты двигателей, редуктора, отсека ВСУ, а также двери грузовой и пилотской кабин
Серийный Ми-24В

В средней части вертолета разместили грузовую кабину на 8 десантников, оборудованную двустворчатыми открываемыми вверх и вниз дверями на бортах. Нижняя створка содержала ступеньки. Открывающиеся окна оснастили шкворневыми установками, позволявшими десантникам вести огонь из штатного оружия. Обе кабины образовали герметичный отсек, оборудованный системой кондиционирования воздуха с небольшим избыточным давлением для безопасности при полете над зараженной местностью. Грузовая кабина оборудовалась бортовой стрелой с электролебедкой и могла использоваться для эвакуации раненых и перевозки грузов до 1500 кг. Негабаритные грузы весом до 2500 кг могли перевозиться на внешней подвеске. Ми-24 имел убираемое в фюзеляж шасси, ниши которого закрывались створками.

В хвостовом отсеке фюзеляжа располагалось электро- и радиооборудование. Ми-24 был оснащен автопилотом, малогабаритной гировертикалью и курсовой системой, доплеровским измерителем скорости и угла сноса, автоматическим планшетом, радиосистемой ближней навигации с антенно-фидерной системой и др. Управление вертолетом - механическое при помощи четырех гидроусилителей на общей плите, установленной на главном редукторе. Управление стабилизатором связано с управлением шагом несущего винта. Гидросистема состояла из трех отдельных систем; основной, дублирующей и вспомогательной.

Опробованный на Ми-14 новый двухвальный двигатель ТВ3-117 главного конструктора С.П.Изотова был в то время одним из лучших и не уступал по своим показателям зарубежным образцам. Он имел взлетную мощность 2200 л.с, номинальную - 1700 л.с, удельный вес 0,117 кг/л.с. и удельный расход 0,23-0,265 кг/л.с.-час. В случае остановки одного из двигателей другой автоматически переходил на взлетный режим. Топливная система состояла из пяти мягких протестированных баков емкостью 2125 л. Питание не прерывалось при повреждении любого из баков. В перегоночном варианте внутри грузовой кабины предусматривалась установка двух металлических баков емкостью 1630 л.

Ми-24 построили значительно раньше, чем вооружение, под которое он разрабатывался. Ввиду неготовности комплекса «Штурм» и высокотемпного пулемета Миль решил установить на первых образцах боевого вертолета оружие комплекса К4В, хорошо зарекомендовавшее себя на вооруженных модификациях Ми-4 и Ми-8. На съемные рамы, установленные на фюзеляже под дверями грузовой кабины, Ми-24 получил по паре ПТУР 9М17 противотанкового комплекса «Фаланга-М» с ручной системой наведения. Оператор осуществлял его с помощью танкового визира 9Ш121, имевшего телескопическую оптику с кратностью 8, и радиокомандной линии управления. В носу Ми-24 была смонтирована подвижная пулеметная установка НУВ-1 с крупнокалиберным пулеметом А-12,7 и простейшим коллиматорным прицелом. К четырем балочным держателям, установленным по два под каждой консолью крыла, могли крепиться: блоки НАР по 32 ракеты С-5 в каждом, бомбы калибром по 100 и 250 кг или по одному баку с горючей жидкостью. Оператор имел бомбовый прицел ОПБ-1Р. Летчик для стрельбы НУР пользовался коллиматорным прицелом ПКВ.

Программа заводских испытаний Ми-24 началась 19 сентября 1969 г. с первого висения, выполненного летчиком-испытателем Г.В.Алферовым. Этот экземпляр, как и второй, собранный на опытном производстве Московского вертолетного завода (МВЗ), использовался только для летных испытаний. Вслед за ними была заложена опытная серия из 10 вертолетов: 5 - на МВЗ, 5 - на Арсеньевском машиностроительном заводе «Прогресс» (из последних машина №1 предназначалась для ресурсных испытаний). На них были выполнены все заводские исследования по программам испытаний Ми-24. Кроме Алферова, в полетах участвовали летчики Г.Р. Карапетян и М. Материальный, бортмеханики В. Тарабухин и Ф. Новиков. Ведущим инженером по летным испытаниям был назначен Б.В. Смыслов. Во время одного из первых показов Ми-24 командованию ВВС произошла трагедия. Пилотировавший вертолет М. Материальный хотел как можно эффектнее продемонстрировать его генералам, но допустил ошибку, и машина рухнула на душевую соседней с МВЗ текстильной фабрики. Летчик и находившиеся на борту В. Тарабухин и Б. Смыслов погибли.