90年代俄国防部使用极为有限的资金组织了“日出-93”演习，首次使用伊尔-78为苏-24前线轰炸机加油，使10架苏-24的航程达到了将近 8000公里，从沃罗涅日起飞，到达布里亚特共和国的吉达，执行教学轰炸任务。
这个记录直到17年后才在“东方-2010”战略战役演习中打破，当时26架苏-24M和苏-34前线轰炸机从俄罗斯中部地区飞到远东，由临时部署到叶卡捷琳堡的伊尔-78M进行空中加油。伊尔-78M加油机与战术航空兵合作的另外一个典型事件是2006年9月8日，一架苏-30重型多用途歼击机沿着拉缅斯科耶、乌德岛、堪察加、拉缅斯科耶的契卡洛夫航线完成了不间断飞行。
目前俄空军远程航空兵编成中共有8架伊尔-78和12架伊尔-78M加油机，在2008年俄军新面貌改革之前全部编入梁赞州佳吉列沃市第203近卫航空团，后来改编到俄空军远程航空兵作战应用和飞行人员再培训中心。
除了满足国内需求外，伊尔-78加油机还曾积极对外出口，但是成绩并不乐观。俄罗斯2008年签订的向中国供应34架伊尔-76MD运输机和4架伊尔-78加油机的合同曾经被冻结，原因是此前负责生产这些飞机的乌兹别克斯坦塔什干飞机制造厂破产。
但是这项合同的执行已经在2013年恢复，尽管中国可能不会很快得到新型加油机，因为俄罗斯只有在履行完国防部的合同，满足俄空军31架伊尔-78M-90的需求之后，才会开始向中国供应。目前中国空军暂时还得使用西安飞机工业集团公司在轰-6轰炸机基础上研制生产的20架加油机。