Важнейшим, моментом в жизни М. Л. Миля стало решение о разработке нового многоцелевого вертолета, принятое правительством во второй половине 1947 года. Свои предложения представили ОКБ И. П. Братухина, ОКБ А. С. Яковлева и вертолетная лаборатория ЦАГИ.
М. Л. Миль предложил проект одновинтового вертолета с двигателем АИ-26. После обсуждения было рекомендовано построить вертолеты Миля и Яковлева, провести сравнительные конкурсные испытания вертолетов, а затем решить, какую из машин принять к производству. В связи с этим 12 декабря 1947 года решением правительства было создано новое конструкторское бюро под руководством 38-летнего доктора технических наук Михаила Леонтьевича Миля.
Много лет спустя Генеральный конструктор так вспоминал о том времени: «Конструкторы, ученые и изобретатели в различных странах уже построили десятки образцов вертолетов, успешно поднимавшихся в воздух… Осталась неразрешенной очень трудная задача, требовавшая большой и кропотливой работы, — задача создания таких вертолетов, которые могли бы найти практическое применение в повседневной жизни».
Обсуждение варианта конструкции вертолета В-12. В центре за столом — М. Л. Миль, стоит крайний справа — М. Н. Тищенко
Главный результат деятельности конструктора — созданные им и его коллективом машины. Первым вертолетом М. Л. Миля, получившим. в нашей стране широкое практическое применение, стал Ми-1. В связи с тем, что Ми-1 показал более высокие летнотехнические характеристики, а доводка вертолета Яковлева Як-100 затянулась, было решено запустить Ми-1 в серийное производство.
Этот вертолет оказался дoлгoжитeлeм (снят с эксплуатации только в 1983 году). В значительной степени это объясняется тем, что ОКБ под руководством М. Л. Миля постоянно работало над усовершенствованием конструкции Ми-1. За время производства в СССР и Польше было построено несколько тысяч вертолетов Ми-1 семи модификаций.
В октябре 1951 года ОКБ М. Л. Миля было поручено создать транспортный вертолет, способный перевозить 12 человек или груз массой 1200–1600 кг: им стал Ми-4. Уже в конце 1952 года начали выпускаться первые серийные машины. В то время Ми-4 был самым грузоподъемным, вертолетом в мире. Впоследствии было построено 3852 Ми-4.
Начало работ над вертолетами второго поколения положено в июне 1954 года, когда было принято решение о создании тяжелого вертолета Ми-6 грузоподъемностью 6-12 т при взлетной массе около 40 т. Размеры его грузовой кабины (12, 0x2, 65x2, 7 м) также намного превосходили разработанные ранее. При создании Ми-6 М. Л. Миль применил много передовых и новых для того времени решений. Несомненно, большим техническим достижением следует считать создание несущего винта диаметром 35 м. До сих пор уникальной является конструкция лопасти со стальным лонжероном, к которому в одном сечении на клею прикрепляются отдельные отсеки. Благодаря заложенным в конструкцию прогрессивным решениям и постоянной работе коллектива ОКБ над совершенствованием Ми-6 прожил необыкновенную долгую жизнь. Всего за время производства построили почти тысячу вертолетов Ми-6.