В статье обсуждаются основные принципы, методологический и экономико-математический инструментарий решения проблемы модернизации российских предприятий. Показывается, что решение данной проблемы затрагивает широкий круг актуальных вопросов современной экономической науки, включая вопросы об эффективной структуризации социально-экономической сферы общества, концепции и определения понятия «предприятие», теории фирмы, теории производственных функций и сопряженных с ними моделей, методов организационного и эволюционного управления развитием экономики на микроуровне. Выдвигается концепция предприятия как системы институционально-организационного, социально-трудового, имущественно-технологического и бизнес-модельного комплексов, взаимодействующих как между собой, так и с органами власти, населением, хозяйственными и бизнес-структурами регионального и федерального уровней. Такая концепция позволяет не только сформулировать корректное определение понятия «предприятие», но и указать пути реализации проектов модернизации предприятий. Развита концепция системной модернизации как метода преобразования экономических объектов, занимающего промежуточное место между административной модернизацией и органической эволюцией. Классифицируются риски и преимущества того и другого способа преобразований. Показано, что основой для описания функционирования предприятия, проходящего стадию модернизации, может стать ресурсно-компетентностная теория фирмы, акцентирующая внимание на взаимодействии ресурсов предприятия и его способностей (амбиций, притязаний, компетенций). Несоответствие между объемом ресурсов и уровнем способностей предприятия является мощным стимулом его преобразований. Разработана малоразмерная модель функционирования модернизируемого предприятия, включающая ресурсно-компетентностную производственную функцию, а также функции затрат и динамики ресурсов и способностей фирмы. Представлены ключевые элементы стратегии массовой модернизации предприятий на региональном и федеральном уровнях.