Gdy podstawowy model Mi-28N był już wprowadzany do służby, 24 grudnia 2009 r., zakłady Mila dostały kontrakt na wykonanie prac badawczo-rozwojowych Awangard-3. Zadanie polegało na opracowaniu głębokiej modernizacji śmigłowca do wersji Mi-28NM. Prototyp zmodernizowanego śmigłowca wykonał pierwszy lot w zawisie 29 lipca 2016 a 13 października odbył się pełny lot testowy. W kwietniu 2019 r. ukończono dwa śmigłowce Mi-28NM partii wstępnej z numerami 70 i 71. Publicznie Mi-28NM przedstawiono po raz pierwszy w locie na wystawie MAKS 2019. Nowy śmigłowiec posiada krajowe silniki WK-2500 P / PS z FADEC, nowy radar N025M, nową głowicę optyczną oraz nowe uzbrojenie prowadzone w wiązce laserowej.
Śmigłowce Mi-28N zostały po raz pierwszy użyte bojowo w Syrii w 2016 roku. Tam też, 11 kwietnia 2016 roku doszło do katastrofy jednego ze śmigłowców, zakończonej śmiercią załogi. Mi-28NM także przeszły chrzest bojowy walcząc w Syrii.