К этому времени 3М уже сняли с производства. Для ускорения темпов разработки, постройки и испытаний самолета-носителя отобрали три заправщика и направили на ресурсные испытания в СибНИА. По их результатам выявили критические места и произвели их усиление или замену: изготовили новые панели крыла и фюзеляжа, обновили каркас. ХЧФ удлинили на 7 м и перекомпоновали, спроектировали новое оперение — двухкилевое, усовершенствовали также ряд узлов и систем, установили более мощные двигатели ВД-7М с тягой 11000 кгс.Из трех построенных самолетов, названных 3М-Т, один передали для статиспытаний в ЦАГИ. Из двух летных экземпляров один оборудовали штангой дозаправки топливом в воздухе.

В 1980 году состоялся первый полет транспортного самолета 3М-Т, а 6 января 1982 года тот же экипаж во главе с летчиком-испытателем А.Кучеренко совершил на нем полет с грузом на фюзеляже. Грузоподъемность достигла 40000 кг. В дальнейшем носитель переименовали в ВМ-Т Атлант. На обоих «Атлантах» совершено более 150 полетов по доставке на Байконур всех крупногабаритных элементов космических комплексов «Энергия» и «Буран», в том числе самолет использовался как носитель для аналога космического корабла «Буран» (БТС-01). БТС-01 располагался на внешней подвеске над фюзеляжем самолета-носителя и должен был отделяться от него в полете с последующей самостоятельной посадкой. Во время испытательных тестов экипаж аналога БТС-01 состоял из летчиков-космонавтов Евгения Хрунова и Георгия Шонина, самолет-носитель пилотировали Юрий Когулов и Петр Киев. В последние годы ВМ-Т регулярно демонстрировался в полете с грузом на авиационных праздниках, а в августе 1992 года выставлялся на «Мосаэрошоу-92».