W ten sposób w latach 1981–1983 powstał drugi prototyp. Posiadał on wydłużony w stosunku do Mi-17 kadłub (dodano jedną dodatkową sekcję w części tylnej), zastosowano nowe tylne wrota ładunkowe. W ten sposób zwiększono sztywność konstrukcji. Zrezygnowano także z dodatkowych zewnętrznych zbiorników paliwa, zamiast nich zastosowano zbiorniki ulokowane pod podłogą kabiny ładunkowej, osłonięte pancerzem. Nowe zbiorniki otrzymały również wykładziny samouszczelniające się oraz instalację zapobiegającą eksplozji oparów. Wzmocnienie samej podłogi ładowni pozwoliło dodatkowo na zwiększenie ładowności śmigłowca. W drugim prototypie utrzymano w nim możliwość przewozu ładunków na podwieszeniu zewnętrznym. W tym celu maszynę wyposażono w specjalny system podwieszania ładunku z lukiem w podłodze kabiny ładunkowej. Dodano też drugie boczne drzwi do kabiny ładunkowej, umiejscowione na prawej burcie. Przekonstruowano także podwozie na chowane. Zmodernizowano także większość systemów pokładowych. Zastosowano nowe generatory, baterie i awionikę.