El proyecto de modernización de los aviones cisterna Il-78 e Il-78M en servicio con las Fuerzas Aeroespaciales Rusas al nivel de Il-78M2 se desarrolló en la Oficina de Diseño de PJSC Il por instrucciones del Ministerio de Defensa, que fue aprobado en el año 2011. Se planeó que todos los aviones cisterna Il-78 e Il-78M, así como los aviones de transporte militar Il-76MD, se actualizarían. En la actualidad, las Fuerzas Armadas rusas están armadas con aviones 19 Il-78 e Il-78M.
Durante el trabajo, el complejo de navegación de vuelo, las comunicaciones por radio, la iluminación y el equipamiento doméstico, y el equipo de defensa de la aeronave se están modernizando. Todo el equipo obsoleto se elimina y se instala de forma moderna, mientras que la instalación intercambiable con el prometedor IL-76MD-90A y el reabastecimiento de combustible de los aviones IL-78M-90A, se utilizan equipos y piezas. Está previsto que después de la actualización, el avión dure otros 40 años.
El primero de los aviones Il-78 enviados para modernización llegó a Zhukovsky en 11 en mayo 2016, luego se afirmó que el trabajo en el avión terminaría en el cuarto 1 de 2017. Sin embargo, el avión no se entregó dentro del tiempo especificado, ya que el trabajo de modernización en realidad comenzó precisamente en el año 2017 y se completó solo ahora. Se desconoce qué causó un retraso tan grande.