1958年初，苏联领导人决定在现役的米-6重型直升机的基础上，研制一款运输大型货物的起重直升机。当然，这款直升机的主要用途还是军事方面，吊运巡航导弹和弹道导弹，设计需求是载重量为12吨，续航能力250千米。这个任务理所应当地由米哈伊尔·米尔领导的米里设计局承担，保留了米-6的动力系统之后，对机身进行全新设计，使其更加细长。16米长的机身内部可以放置副油箱，用来增加航程。

根据运输木材的计划，机身下方配备了超长的固定起落架。起落架之间可以安装一个货运平台，同时还可以使用液压夹具将货物固定在机腹下方，直接进行空运。机身距离地面高达3.75米，飞行员需要借助起落架上的梯子才能进入驾驶舱。

为了方便飞行员在飞行过程中观察货物的姿态，机身下方有电视摄像机，座舱中还有专门配备的电视屏幕。有趣的是，这架大型直升机的尾桨竟然是木头支撑的，列宁格勒一家工厂使用层压胶合木制造这种桨叶。

1960年，米-10原型机首次试飞，一年后就创造了起重能力的世界纪录：直升机吊运15吨载荷，爬升到2200米高空。1964年，米-10开始批量生产，共生产了24架。此后苏联国防部对这种直升机失去了兴趣，拒绝使用它来吊运导弹。于是，根据民用的特殊需求，对米-10直升机进行了一些改进，同时对试飞过程中发现的缺陷进行了修改。

试飞中发现米-10在低速飞行时震动过大，机身下的电视摄像机分辨率较差，看不清货物的状态，由于起落架很长，在起降过程中稳定性欠佳，机身下的液压夹具设计不合理。根据这些缺陷进行了有针对性的改进，新的直升机被命名为米-10K，1975年投产，放弃了液压夹具，并缩短了起落架长度，以减轻重量、减少飞行阻力，取消了机身下的摄像机，在机头下方增加了一个可以控制直升机状态的吊运观察舱。

米-10K共生产了17架，成为建筑、制造等多种工程中无可替代的重要工具。事实证明，这款直升机是一台非常出色的飞行器，为各种高层建筑吊装特殊部件时，表现出精确吊装的能力。米-10K在遥远的北方和西伯利亚人口稀少的地区特别有用，那里根本没有任何交通工具可以运送和安装大型货物。