הרובה נכנס לשירות בצה"ל כרובה הסער של חלק מחטיבות החי"ר ב-1974, אם כי מספר רובים חולקו עוד באמצע מלחמת יום הכיפורים. כבר מתחילת דרכו בצה"ל, סבל הגליל מתחרות קשה מצד ה-M-16, שסופק לצה"ל בכמויות גדולות ובמחיר זול ברכבת האווירית של מלחמת יום הכיפורים ובתהליך ההצטיידות שהתרחש לאחר אותה מלחמה. הגליל שימש חלק גדול מיחידות צבא ההגנה לישראל עד לשנות ה-90 של המאה ה-20. בשנת 1993 יצא הרוס"ר כליל משימוש כוחות החי"ר, בעקבות החלטה של מפקדת חילות השדה שקבעה שרובה ה-M-16 האמריקני עדיף עליו, במיוחד בקליעה ובמשקל. הרובה המשיך לשרת יחידות אחרות, ובמשך שנים שימש כנשקם האישי של חיילי חיל השריון וחיל התותחנים וביחידות מילואים, כמו כן שימש הרובה לטקסים רשמיים וייצוגיים. אחרוני רובי הגליל יצאו משירות צה"ל רק בסוף העשור הראשון של המאה ה-21.
הגליל שירת גם במשטרת ישראל ומשמר הגבול, כרובה השירות והנשק הארוך של השוטרים. בהמשך הצטיידה המשטרה גם ב"גלילון" (גליל מקוצר). בתחילת המאה ה-21 החל להיקלט במשטרה המיקרו-גליל (מג"ל) אך הרובה סבל מבעיות של אמינות והתחממות יתר ולכן לא נרכש בכמויות גדולות וננטש. בתחילת העשור השני של המאה ה-21 הוחלפו כלל הרובים הארוכים במשטרה מ-M1 קרבין ודגמי הגליל לרובי M-16 מקוצרים ורובי M4 קרבין (גרסה מקוצרת ומתקדמת של ה-M16A2). רובי גליל צלפים שהיו בשירות צלפי המשטרה לצד רמינגטון 700P הוחלפו ברובי SR-25 חצי-אוטומטיים ורובי PGM Ultima Ratio בריחיים.
רובי גליל ורובים המבוססים על הגליל מיוצרים גם במפעלים מחוץ לישראל, ונמצאים בהיקפים שונים בשימושם של כוחות ביטחון במדינות רבות, בעיקר באמריקה הלטינית. הגליל הוא הרובה הסטנדרטי בצבא קולומביה, המשתמש בכלים מתוצרת חברת אינדוּמיל הקולומביאנית. בדרום אפריקה מיוצר רובה ה-R4, המבוסס על הגליל.
חברת IWI אינה מייצרת יותר את רובי הגליל ה"קלאסיים", ומייצרת רק את גרסאות הגליל ACE המשופרות.
חייל אסטוני מצויד בגלילון עם כוונת Aimpoint
הנדסה
רוס"ר הגליל מבוסס על רובה Rk 62 תוצרת פינלנד, שמבוסס בעצמו על הAK-47 (קלשניקוב) הרוסי, אך נעשו בו מספר שינויים, כגון שינוי קוטר הקליע מ-7.62 מ"מ, קוטר התחמושת הרווחת במדינות ברית המועצות לשעבר, ל-5.56 מ"מ, קוטר התחמושת שבשימוש ארצות הברית ונאט"ו. בנוסף, זכה הגליל למספר תוספות תכנוניות שנועדו להפוך אותו לרובה טוב לשטח עבור החייל הקרבי - אלה כללו דורגל קדמי המשמש גם כקוצץ גדרות תיל ומתאם לירי ררנ"ט. במהלך פיתוח הגליל, יצר ישראל גליל את רובה ה"בלשניקוב" (ע"ש שם משפחתו הקודם) שהיה AK-47 שהוסב לקנה 5.56 וחוברו לו דורגלים.
אחת הבעיות ההנדסיות הבולטות שלו היא הכוונת האחורית המורכבת על מכסה גוף הנשק, דבר שגורם ליציאה קלה מאיפוס בכל פירוק של הנשק. בעיה זו היא אחד הגורמים לחוסר הדיוק היחסי שלו.
יתרונות: אמינות, עמידות לתפעול בתנאי שטח קשים וקומפקטיות (כאשר הקת מקופלת).
חסרונות: משקל גבוה יחסית וחוסר דיוק לעומת רובה M-16.
נצרה: לגליל יש נצרה בשלושה מצבים. נצור, אוטומטי ובודדת. לנצרה יש ביטוי הן בצד שמאל והן בימין, דבר המאפשר להעביר מצבים עם האגודל של יד ימין מבלי לעזוב את ידית האחיזה, בניגוד ל-AK-47.
מכנס סגור: על דריכת הרובה להתבצע כאשר המחסנית בפנים.
כוונת על מכסה גוף: הכוונת האחורית מקובעת למכסה הגוף, שהוא חלק שאינו קבוע בחיבורו לקנה. מבנה זה גרם לאי הדיוק של הנשק, מכיוון שהכוונת האחורית נוטה לזוז ממקומה עם פירוק הנשק לצורך ניקוי או תחזוקה.
מספרי תיל: הגליל כלל בחלק הקדמי של המתפסים מספרי תיל, שהיו למעשה חלק מהדורגלים. התפיסה הרווחת כי הדורגלים עוצבו כך שניתן יהיה להשתמש בהם כפותחן לבקבוקי שתייה אינה נכונה. על אף שניתן להשתמש בדורגלים כפותחן, לא הייתה כוונה ליצרם כך.
ידית הדריכה: בולטת כלפי מעלה, דבר המאפשר לדרוך את הנשק בקלות עם יד שמאל.
גלילון (גרסה מקוצרת) - שימש את כוחות השריון, תותחנים ומפקדים ביחידות. כיום[דרושה הבהרה] משמש בעיקר נהגים, ותקופה מסוימת שימש חיילים בבסיסים עורפיים בהם M-16 ארוך היה הנשק הקבוע, כ"מקוצר" למפקדים.
מיקרו-גליל (מג"ל) - הוכנס לשימוש במשטרת ישראל במטרה להחליף את ה-M1 קרבין והוזן באותה תחמושת בקוטר 0.30 של הקרבין. דגם זה נועד לענות על הצורך של משטרת ישראל ברובה סער בעל יכולת מודרנית (כגון הM-16, ה-M4, התבור ועוד). המשטרה החלה לחפש רובים שונים שיענו על צרכיה, ולבסוף נבחר המיקרו גליל (מג"ל) שיצרה תע"ש וכיום תעשיות נשק לישראל (IWI). המיקרו גליל מבוסס על הרוס"ר גליל הצה"לי, ובוצעו בו מספר שינויים כגון שיפור המגרעות של הגליל, שיפור המחסניות וקיצור הקנה. עקב בעיות כגון התחממות יתר וחוסר אמינות נפסקה ההצטיידות בו והוא נמכר למספר מדינות מחוץ לישראל. במקומו הוכנס לשימוש דגם מיקרו גליל בקוטר 5.56 מ"מ שפותח במקור עבור צה"ל אך לא נרכש עקב סיבות תקציביות, ועבר מספר התאמות אשר שיפרו את איכותו ואמינותו.
גליל ACE: גרסה מודרנית של הגליל תוצרת IWI המבוססת על מנגנון הפעולה האמין של הגליל אך עם החלפת הקת והמתפסים כדי להקטין את האורך והמשקל, לאפשר התקנת אביזרי עזר לרובה על מסילות פיקטיני ולהגדיל את נוחות הכלי. הגליל ACE מוצע במספר אורכים: מיקרו, מקוצר ורגיל. הוא גם מוצע במספר קליברים.
רובה צלפים ACE: רובה צלפים חצי-אוטומטי על בסיס הגליל ACE.
כדי להגביר את המכירות במדינות אחרות, מוצע ה"גליל" למכירה גם בקליבר 7.62 מ"מ מזרחי.
