К этому времени Ил-2М в очередной раз был "подан в сборочный цех завода № 240". На самолете предполагалось установить доработанный мотор АМ-42, новые бензобаки с увеличенным до 1020 л объемом, цельнометаллическую хвостовую часть фюзеляжа и хвостовое оперение, а также цельнометаллическое крыло с двумя пушками 11П (90 снарядов) и двумя пулеметами ШКАС (1500 патронов). При этом 11П, в отличие от серийного Ил-2 с такими же пушками, размещались внутри крыла и ближе к оси самолета, а пулеметы ШКАС дальше. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 400 кг. В перегрузку допускалась подвеска еще 400 кг бомб. Кроме этого, для защиты задней нижней полусферы в хвостовой части устанавливалась кассета ДАГ-10 с десятью авиационными гранатами АГ-2. Ракетное оружие отсутствовало. Стальная бронебашня, которая имела плохой обзор, была переделана с целью увеличения обзора, "для чего примерно 50% стальной броневой поверхности башни заменяется броневым стеклом", и установлена на самолет. Впрочем, вскоре вновь заговорили о "возвращении" брони башни на прежнее место, но решили повременить, до тех пор, пока окончательно не прояснится позиция военных по этому вопросу. Дело в том, что в Постановлении ГОКО от 26 октября 1943 г. о ней ничего не говорилось. На это обстоятельство неоднократно указывали военпреды завода. В конце концов, как следует из документов, к 10 марта бронебашня была заменена установкой ВУ-8 с пулеметом УБК.
Изменялось и бронирование машины. В отличие от Ил-2 (РК) на штурмовике-бомбардировщике летчик со стороны задней полусферы защищался двумя разнесенными 8-мм бронеплитами: одна плита являлась задней стенкой кабины пилота, а вторая – передней стенкой кабины стрелка. Две разнесенные на небольшое расстояние бронеплиты толщиной по 8 мм устанавливались и вместо задней 12-мм бронестенки кабины стрелка. Для связи с землей монтировалась истребительная радиостанция РСИ-4 с дистанционным тросовым управлением. Фиксирование результатов атаки обеспечивалось фотокинопулеметом ПАУ-22 и киноаппаратом КС-5, расположенными в обтекателях шасси, а также фотоаппаратом АФА-ИМ в хвостовой части фюзеляжа. К 28 февраля Ил-2М был "полностью подготовлен к пробному полету".
Примерно с середины января месяца вместо прежних обозначений опытных самолетов Ил-2 с мотором АМ-42 в переписке стали использовать одно единственное наименование Ил-АМ-42 с добавлением штурмовик или разведчик-корректировщик, иногда добавлялся номер завода. Несколько позже Ил-2 АМ-42 (РК) завода № 240 стал обозначаться как Ил-АМ-42 экз. Ne 1 (или Ил экз. № 1 АМ-42), а Ил-2М – как Ил-АМ- 42 экз. No 2 (или Ил экз. № 2 АМ- 42).
Несмотря на неустойчивую работу мотора АМ-42, опытный разведчик-корректировщик Ил-АМ-42 (экз. № 1) все же сумел успешно завершить программу заводских испытаний. Летал начальник ЛИС завода Nq 240 генерал-майор В. К. Коккинаки. Испытания обеспечивались бригадой в составе: ведущего инженера по испытаниям А. П. Виноградова, инженера по винтомоторной группе В. В. Семенова и бортмеханика самолета И. Б. Кюсса. В общей сложности в период с 10 мая 1943 г. по 22 февраля 1944 г. было выполнено 40 полетов с суммарным налетом 21 час 9 минут.
При полетном весе 7200 кг с винтом АВ-5л-18Б была получена довольно высокая скорость горизонтального полета: 470 км/ч – на высоте 2240 м и 434,5 км/ч – у земли. Вертикальная скорость у земли составила 8,32 м/с, а время подъема на высоту 1000 м – 1,97 мин. Это были неплохие результаты. Как отмечал Коккинаки, "…на всех режимах полета чувствуется большой запас мощности".
Самолет имел удовлетворительную устойчивость по всем направлениям. При соответствующей балансировке триммером самолет позволял полет с брошенной ручкой управления. Виражил и пикировал устойчиво, без рысканий. Это обеспечивало лучшие условия для прицеливания и стрельбы.
"В пилотировании Ил-АМ-42 ничем не отличается от Ил-2. Для вылета на Ил-АМ-42 обучение и вывозка излишни", – указывалось в отчете по испытаниям.
Было решено готовить машину к государственным испытаниям. В этой связи 22 февраля на самолете был установлен винт диаметром 4,0 м и изменена компенсация элеронов с целью снижения нагрузок на ручку управления. Пробный полет показал, что новый винт "погоды не делает". Его срочно заменили "старым" проверенным винтом АВ-5л-18Б, с которым Ил-АМ-42 (экз. № 1) 26 февраля перелетел на аэродром НИИ ВВС, где официально был передан военным специалистам для производства государственных летных испытаний.
Ведущим летчиком по Ил-АМ-42 (экз. № 1) был назначен летчик-испытатель подполковник А. К. Долгов, а ведущим инженером – инженер- майор П. Т. Аброщенко. В состав испытательной бригады вошли также инженер-капитан И. М. Наливкин (по винтомоторной группе), старший техник-лейтенант С. Е. Матвеев (по спецоборудованию) и инженер-майор К. И. Романов (по вооружению).