Серийното производство на Ми-6 се извършва от две предприятия: Ростовски завод №168 и Московски завод №23. От 1960 до 1962 г. в Москва са произведени 50 вертолета, а в Ростов от 1959 до 1980 г. - 874 единици. В предприятията е не само военната, но и гражданската му версия. Машината трябва да превозва 6 т товари при нормална излетна маса, 8 т при претоварване и 11,5 т при полети на къси разстояния. За първи път в СССР хеликоптер превозва товари на външно окачване, пише "Российская газета".
При Ми-6 товарната кабина, с размери 12x2.65x2.5 м, може да се сравни с кабините на товарни самолети Ан-8 и Ан-12. По протежение на страните и в средата могат да бъдат монтирани 61 свалящи се сгъваеми седалки, като в санитарния вариант се побират 41 пациенти на носилка и двама фелдшери. В екстремни ситуации вертолетът побира до 150 души. Пасажерският Ми-6 е много комфортен, с отлична топлоизолация, тоалетна и гардероб, а салонът му побира до 70-80 пасажери.
Подсиленият под позволява превозване на тежка техника в товарната кабина, например, две артилерийски самоходни установки АСУ-57 или бронетранспортьор БТР-152, оръдия, гаубици със стандартни влекачи или тежка инженерна техника. На външното окачване може да се носят товари с маса до 8 т. Също така Ми-6 е широко използван при краново-монтажни работи, транспортиране на сондажни установки и друго оборудване за проучване и добив на полезни изкопаеми. Модификацията Ми-6ПС е предназначена и оборудвана за търсене и евакуация на екипажи на космически кораби.
През октомври 1957 г. вертолетът вдига товар с тегло 12 004 кг до височина 2432 м. Това събитие се превръща в сензация в световната авиационна общност, тъй като Ми-6 двойно подобрява рекорда на американския тежък вертолет С-56. Всъщност той би могъл да го вдигне заедно с товара.
По време на държавните изпитания Ми-6 поставя още няколко световни рекорда. На 16 април 1959 г. той вдига товар от 5 т до височина 5584 м и товар от 10 т до 4885 м. През септември 1962 г. Ми-6 дори вдига 20,1 т до височина от 2738 м. При рекордните полети масата на хеликоптера достига 48 т.
През 1961 г. Ми-6 е признат не само за най-високо товароподемния, но и за най-бързия хеликоптер в света. На 21 септември екипажът ускорява до скорост от 320 км/ч, като по-рано тя се смята за невъзможна за вертолети. И две години по-късно той поставя още един рекорд, прелитайки 100 км със скорост 340.15 км/час. Освен това, през 1961 г., в годината на първия полет на Юрий Гагарин в космоса, за да демонстрира постиженията на СССР в космическата програма, на въздушния парад в Тушино Ми-6 лети с макет на капсулата на космическия кораб "Восток" на окачването си.
След 1980 г. Ми-6 е заменен с по-усъвършенствания вертолет Ми-26.