Первые эксперименты по дозаправке в воздухе проводились в СССР в начале 30-х годов. В танкер переоборудовали самолет- разведчик Р-5, топливо в воздухе принимал бомбардировщик ТБ-1. Испытания в целом прошли успешно, но сама процедура была признана громоздкой и слишком сложной для обычных строевых летчиков.
С началом холодной войны необходимость в самолетах-заправщиках стала объективной реальностью. Основной стратегический бомбардировщик (дальность полета — 5,1 тысячи километров) — туполевский Ту-4 не мог достичь без дозаправки территории США. Именно эта машина и была с успехом переделана в летающий танкер.
Еще более удачным проектом стал созданный на базе дальнего бомбардировщика Ту-16 самолет-заправщик Ту-163 (Ту-16Ю), который прослужил в рядах советских и российских ВВС до 1995-го. С конца 50-х годов в топливозаправщики были переоборудованы все стратегические бомбардировщики М-4 разработки ОКБ Мясищева, названные М-4-2, которые стали работать со «стратегами» ЗМ (радикально модернизированный М-4), Ту-22 и Ту-95. Со временем в танкеры переделали и самолеты ЗМ. Они получили обозначение ЗМС-2. Часть из них почти до конца 90-х оставалась на вооружении 230-го полка топливозаправщиков в Энгельсе.
В 1983 году на вооружение принят унифицированный подвесной агрегат заправки (УПАЗ), разработанный НПП «Звезда». Это оборудование может устанавливаться на различные типы самолетов тактической авиации. Таким образом, была решена задача увеличения радиуса действия многоцелевых истребителей и фронтовых бомбардировщиков за счет дозаправки с аналогичных самолетов.
Устройства УПАЗ-1А были установлены на единственном теперь специализированном авиазаправщике Ил-78 (шифр «Сахалин»), созданном на базе ВТС Ил-76МД. Работы по этой программе начались еще в начале 1970-х годов и длились фактически более десяти лет. Прототип машины поднялся в воздух 26 июня 1983 года, а в войска танкеры стали поступать в 1987-м. В грузовую кабину установили два бака емкостью по 14 тонн керосина, включенных в общую топливную систему. Горючее передается как из фюзеляжных, так и из собственных баков в кессоне крыла. Самолет оснащен тремя устройствами УПАЗ — под консолями крыла и в хвостовой части. При взлетной массе 190 тонн Ил-78 был способен передать до 65 тонн топлива, пролетев тысячу километров. На расстоянии 2,5 тысячи километров он передавал уже вдвое меньший объем. Ил-78 заправлял за раз один тяжелый или два тактических самолета.
Модификация Ил-78М (прототип взлетел 7 марта 1988 года) обладает значительно улучшенными характеристиками. Каждый бак увеличил вместимость на четыре тонны, почти вдвое выросла дальность. До 1991 года Ташкентским авиационным производственным объединением было изготовлено 45 Ил- 78 и Ил-78М.
Ил-78 успели активно поработать до распада Советского Союза. Заправщики, прежде всего, обеспечивали боевое патрулирование советских стратегических самолетов-ракетоносцев дальней авиации в арктических широтах, в акваториях Индийского, Атлантического и Тихого океанов. Средняя продолжительность патрулирования — 16–24 часа с одной-двумя дозаправками в воздухе. После развала СССР интенсивность этих полетов довольно быстро снизилась до нуля. Лишь с 17 августа 2007 года патрулирование стратегической авиации России было возобновлено на регулярной основе и соответственно — вылеты топливозаправщиков Ил-78.
В постсоветское время в условиях серьезного сокращения парка боевых самолетов резко возросло значение маневра тактической авиации между театрами военных действий — переброски ее на дальние расстояния. Это во времена СССР считалось совершенно излишним. В скудные 90-е годы Минобороны РФ, тем не менее, нашло финансы для учений «Восход-93», на которых впервые фронтовые бомбардировщики Су-24 заправлялись от Ил- 78, а не от танкеров своего типа.
Десять Су-24 с дозаправками пролетели почти восемь тысяч километров из Воронежа в Джиду (Бурятия) и провели учебное бомбометание. Этот результат был превзойден только через 17 лет в ходе оперативностратегических учений «Восток-2010», когда на Дальний Восток были переброшены 26 фронтовых бомбардировщиков Су-24М и Су- 34. Дозаправки осуществляли два Ил-78М, временно базировавшихся в Екатеринбурге.
Еще один заметный эпизод совместной работы Ил-78М и тактической авиации — беспосадочный перелет 8 сентября 2006 года тяжелого многоцелевого истребителя Су-30 по «чкаловскому» маршруту (Раменское — остров Удд, Камчатка — Раменское) в честь празднования 70-летия перелета Валерия Чкалова.