Переучивание на новую машину осуществлялось без учебных и методических пособий, руководств по летной эксплуатации, а говорить о тренажерах из-за их отсутствия и не думали. Летный состав познавал все на «живом» самолете. Для переучивания с Ан-12 на Ил-76 летчикам хватало 25 часов.
Внешне гражданский «ил» отличался от военно-транспортного собрата только отсутствием кормовой артиллерийской установки.
В ходе освоения самолета на двух «илах» летали четыре экипажа во главе с командирами А.А. Дементьевым, А.И. Плешаковым и А.И. Рудой, пересевших с Ан-12. Первые полеты выполнялись фактически двойными экипажами, поскольку у каждого его члена был свой инструктор. Более того, на борту постоянно присутствовали представители различных НИИ и технический состав для его обслуживания в «чужих» аэропортах. А каждый такой пассажир с багажом весил около 100 кг!
При вводе в строй первого экипажа Аэрофлота, проходившего под руководством шеф-пилота ММЗ «Стрела» Э.И. Кузнецова, было выполнено 60 полетов в Нижневартовск, Надым и Сургут. На Ил-76 перевозили экскаваторы, 35-тонные бульдозеры «Катерпиллер», 26-тонные самосвалы «Магирус-Дойч» и автобусы «Икарус-250». Эксплуатация машин осуществлялась с грунтовых и заснеженных ВПП, а годовой налет достигал 700 часов. Одновременно разрабатывались методики по выбору оптимальных режимов полета для экономии топлива.
Назначенный ресурс Ил-76 первоначально был 2000 часов, а его техническое обслуживание по регламенту осуществлялось в аэропорту Рощино. Поначалу наземные службы из-за отсутствия наземного оборудования сталкивались с большими трудностями.
В апреле 1977 года состоялся первый рейс Ил-76 за рубеж по маршруту Москва – София, а со следующего месяца в Аэрофлот стали поступать Ил-76Т, приспособленные для перевозки грузов в контейнерах.
Летом 1978 года реактивный грузовик Ил-76Т вышел на международные линии. С его появлением в Гражданской авиации резко повысилась оперативность грузоперевозок.
Этот большегрузный самолет, способный эксплуатироваться с грунтовых аэродромов и благодаря рампе «брать» с земли грузы и самоходную технику, прочно занял лидирующие позиции в мировой авиатранспортной системе.В июле следующего года Ил-76 Центрального управления международных воздушных сообщений совершил первый межконтинентальный рейс на Кубу через Атлантику.
В 1980 году пришло время ремонтировать первые серийные Ил-76Т. Этим и по сей день занимается Быковский авиаремонтный завод № 402. Самый первый Ил-76Т в 2001 году еще эксплуатировался в авиакомпании «Абакан-Авиа».
Осенью 1983 года в Министерство гражданской авиации обратилось руководство Госкомгидромета с просьбой организовать доставку груза зимовщикам на дрейфующую станцию «Северный полюс-25», оказавшимся в катастрофическом положении на расколовшейся льдине и находившимся вблизи берегов Канады. Для этого выделили Ил-76ТД (командир – М. Кузнецов). На подготовку ушло десять дней, и 6 декабря экипаж вылетел в Ленинград. После загрузки последовали тренировочные полеты (с десантированием) до Магадана и Певека. 8 декабря грузы сбросили на льдину с высоты около 50—100 м с парашютами и без них в условиях полярной ночи. Была решена задача, до этого посильная лишь военным, причем с совершенно не приспособленного для этих целей гражданского воздушного судна на льдину шириной около 150 м. Главная заслуга в этом, безусловно, принадлежала штурману И. Абдуллаеву.
Летающие лаборатории ЛИИ, созданные на базе Ил-76, на аэродроме ЛИИ