Другим постоянно действующим и, в прямом смысле, жизненно важным фактором было совершенствование защищенности Ми-24. Бронирование Ми-24 признавали хорошим: помимо накладных броневых стальных экранов по бортам кабин летчика и оператора (вопреки популярным представлениям, броня вертолета была именно накладной и крепилась к конструкции снаружи на винтах), экипаж прикрывался передними бронестеклами внушительной толщины, а сиденье летчика оборудовалось бронеспинкой и бронезаголовником. Броней на капотах защищались также агрегаты двигателей, редуктор и гидроблок.
Тем не менее с нарастанием числа огневых средств у противника вертолеты все чаще подвергались обстрелу, калибр и мощь зенитных средств росли, количество попаданий множилось, становясь настоящей и весьма жесткой проверкой на уязвимость и выявляя слабые места боевого вертолета. Что касается защиты экипажа, то большинство пуль приходилось на находящуюся впереди кабину оператора, броня которой не всегда могла противостоять крупнокалиберному оружию. Из числа пуль, «принимавшихся» бронезащитой операторской кабины, 38-40% пробивали ее, тогда как у летчика их доля составляла вдвое меньше, 20-22%. Даже без сквозного пробития брони удар тяжелой пули ДШК или ЗГУ был способен выбить с тыльной стороны бронелиста массу вторичных осколков, представлявших немалую опасность: мелкие стальные «щепки» веером летели в кабину, причиняя ранения летчикам и решетя оборудование, электроарматуру и прочую начинку кабины. Мощные лобовые бронестекла ни в одном случае не были пробиты пулями и осколками, даже при попадании пуль калибром 12,7 мм. При этом отмечалось возвращение вертолетов со множественными следами от пуль на бронестеклах (в одном таком случае на стекле остались отметины от шести пуль, превративших его в крошево, но так и не прошедших внутрь).
В большинстве случаев в составе экипажей от поражения страдал оператор. Впрочем, как это ни жестоко звучит, лучшая защищенность именно командира была просчитанной и определяющей, имея свое рациональное обоснование для выживаемости как самой машины, таки экипажа: сохранивший работоспособность летчик мог дотянуть домой даже на поврежденном вертолете и при выходе из строя других членов экипажа, тогда как его гибель или даже ранение такого исхода не обещали (до 40% потерь вертолетов происходило именно по причине поражения летчика).
В ходе Панджшерской операции, в первый же ее день, 17 мая 1982 г., были сбиты сразу два Ми-24. Причиной поражения в обоих случаях явился прицельный огонь из ДШК по кабине экипажа, приведший к потере управления, столкновению с землей и разрушению вертолетов. Еще одна машина попала под огонь зенитной установки, находясь на высоте 400 м, однако пули прошли в кабину, разбив остекление и ранив летчика. Выручила слетанность экипажа: борттехник пробрался к командиру и оказал ему помощь, а управление перехватил оператор, он и привел искалеченный вертолет домой.
При возвращении из ночного разведывательного полета 1 октября 1983 г. под сосредоточенный огонь гранатометов и пулеметов попал Ми-24 джелалабадского 335-го ОБВП. Попаданиями размочалило лопасти винта, посекло тяги управления и двигатели. Удар пришелся также на кабину экипажа. На своем рабочем месте тяжелые ранения получил оператор лейтенант А. Патраков, через неделю скончавшийся от ран в госпитале.