Конструкторское бюро Ильюшина очень быстро разработало очередную модификацию и в том же месяце был облетан прототип построенного на заводе двухместного Ила. Этот самолет отличался от своего предшественника очень незначительно. Попросту за оконечностью топливного бака № 3 была устроена примитивная кабина стрелка, которая имела частично застекленный не бронированный фонарь, соединенный с фонарем пилота. В отличии от заднего топливного бака кабина стрелка вообще не была защищена каким-либо образом. Однако для обеспечения ему хотя бы хорошего настроения, в фюзеляже за его кабиной устанавливалась бронеплита толщиной 6 мм защищавшая только его … ноги. В ходе серийного производства где-то в середине 1943 г. была изменена система бронирования передней части кабины. На месте задней бронеплиты на наклонном бронировании в его верхней части, была установлена вертикальная плита полностью отделяющая стрелка от бака. Как и прежде сама кабина стрелка оставалась незащищенной. Для зашиты хвоста «черной смерти» был предназначен 12.7 мм пулемет УБТ с боезапасом в 200 патронов, но из-за того что значительный добавочный вес (боезапас весил около 100 кг. а сам пулемет 21.5 кг) значительно ухудшил пилотажные свойства, запас патронов существенно уменьшили — до 150 штук (сэкономив таким образом около 25 кг).
Принимая во внимание скорострельность этого оружия — 1050 выстрелов в минуту — такого запаса патронов хватало только на … 8.5 с залп! Это позволяло давать только 2–3 очереди по атакующим истребителям противника.
Кроме переделки района кабины были так же выполнены еще различные модернизации относительно одноместной машины: например изменена топливная система (Однако весьма вероятно, что это изменение было введено позднее) благодаря чему каждый самолет заправлялся не за 25 минут, как до этого, а только за 8 минут.
С целью обеспечения модификации самолетов, техническая документация на оборудование нового места стрелка была разослана в ремонтные подразделения всех воздушных армий, где с октября приступили к работам по модернизации, руководствуясь заводской документацией или используя сходные решения. Серийное производство первых двухместных «летающих танков» было начато в октябре 1942 г. Эти самолеты не получили какого-либо дополнительного обозначения (постоянно употребляемые названия Ил-2М или, что тоже самое Ил-2М), а отличались только очередным номером серии. Уже в середине ноября 1942 г., перед контрнаступлением под Сталинградом, в 267 ШАД из 17 ВЛ насчитывалось 66 таким образом переделанных штурмовиков, несколько меньшим их количеством располагала 288 ШАД из 16 ВЛ. и несколько больше их находилось в различных полках 8 ВА.