Создан на базе военно-транспортного самолета Ил-76. Самолет Ил-78 начал поступать на вооружение строевых частей ДА в 1987 г. Предназначен для дозаправки как тяжелых бомбардировщиков, базовых патрульных самолетов и самолетов ДРЛО, так и самолетов тактической авиации (МиГ-31, Су-24, Су-27 и других).

После снятия фюзеляжных топливных баков может в течение короткого времени трансформироваться в транспортный самолет. В фюзеляже установлены два съемных топливных бака, вмещающие по 14000 кг топлива каждый. Под фюзеляжем и под крылом размещены подвесные унифицированные заправочные агрегаты УПА3-1А, обеспечивающие дозаправку методом шланг - конус (оборудование этого типа может монтироваться и на других самолетах, в частности на бомбардировщиках Су-24). Допускается одновременная дозаправка одного самолета (класса тяжелый бомбардировщик) с подфюзеляжного заправочного агрегата или двух самолетов класса МиГ-31 или Су-24 с подкрыльевых заправочных агрегатов. Количество отдаваемого топлива при использовании только крыльевых баков 57 720 кг, при использовании крыльевых и фюзеляжных баков 85 720 кг, производительность при раздаче топлива 900 - 2200 л/мин (в зависимости от выбранного режима дозаправки). В хвостовой части самолета на месте кабины стрелка расположено рабочее место оператора дозаправки, оснащенное оптической системой заднего обзора. Имеется радиотехническое и световое оборудование, обеспечивающее поиск и сближение самолетов при дозаправке.