Разведчик-корректировщик на всех высотах летал на 8 км/ч быстрее штурмовика-бомбардировщика. Примерно на 22 % была выше скороподъемность и на 11 % горизонтальная маневренность. Лучшими были и взлетно-посадочные характеристики. Из-за непостоянства наддува в полете при работе мотора, тряски и выработки ресурса мотора (к моменту начала полетов в варианте «следопыта» остаток ресурса составлял 4–5 часов) измерить скороподъемность выше границы высотности не удалось.
При всех вариантах полетного веса центровка самолета (шасси выпущено) находилась в пределах от 19,9 % САХ (пустой самолет) до 23,3 % (перегрузочный вариант с 1000 кг бомб).
Дальность полета на высоте 1000 м и скорости 308 км/ч составила 820 км – на 155 км больше дальности полета Ил-2 АМ-38ф. При этом отмечалось, что дальность полета 2-го экземпляра Ил-АМ-42, на котором установлены бензобаки емкостью 1020 л, будет достигать 980 км.
По своим пилотажным свойствам Ил-АМ-42 оказался достаточно простым и легким в управлении. В сравнении с Ил-2 новый самолет обладал значительно лучшей продольной устойчивостью и управляемостью, что упростило технику пилотирования, особенно на виражах и бреющих полетах. Летчики-испытатели отмечали, что Ил-АМ-42 в отличие от Ил-2 «на вираже позволяет значительно выбирать ручку руля высоты на себя, для уменьшения радиуса виража». Пикировал самолет устойчиво. Просадка на выводе оказалась несколько больше, чем у серийного Ил-2. Сила отдачи при стрельбе из пушек почти не сказывалась на пилотировании самолетом и прицеливании. Маневренность Ил-АМ-42 в вертикальной и горизонтальной плоскостях оказалась почти такой же, как у серийной «двойки», даже несколько хуже, и считалась недостаточной для условий боевых действий завершающего периода войны. Тем не менее в целом самолет оставил у военных летчиков-испытателей хорошее впечатление. «Специального переучивания летного состава для перехода с Ил-2 не требует», – указывалось в отчете по испытаниям.
Для улучшения пилотажных качеств машины летчики предлагали на руль поворота установить триммер, а на элероны «наклепать ножи для регулировки от подваливания».
Указывалось, что Ил-АМ-42 строился по нормам прочности 1941 года и относится к классу Б – ограниченно маневренных самолетов. При полетном весе 7250 кг разрушающая перегрузка равнялась 7,5 единицы, эксплуатационная перегрузка («установленная главным конструктором самолета») – 4,96 единицы.
Помимо неудовлетворительной работы мотора АМ-42 отмечались и ряд других недостатков, отнесенных специалистами института к разряду основных.
В частности, для самолета боя представлялось обязательным наличие системы заполнения бензобаков нейтральным газом. На Ил-АМ-42, как указывалось выше, такая система имелась, но на государственные испытания официально она не предъявлялась, так как не была доведена до рабочего состояния.
Схему бронирования Ил-АМ-42 специалисты НИИ ВВС оценили как не отвечающую современным требованиям. Соответствующее заключение начальник 8-го отдела института инженер-полковник Лагутин утвердил 24 марта. В ряду особо уязвимых мест значились задняя бронеперегородка штурмана-стрелка (толщина 12 мм) и моторная часть снизу-сбоку (толщина 4 мм). Боевой опыт показал, что именно эти места бронекорпуса Ил-2 наиболее часто поражаются огнем противника. Предлагалось усилить эти участки путем перераспределения толщины брони при сохранении веса брони на прежнем уровне. Для этого рекомендовалось «снять с корпуса/…/передние броневые детали за втулкой винта, уменьшить с 5 до 2,5 мм толщину деталей пояса кабины летчика в местах примыкания крыла к фюзеляжу». Кроме этого, требовалось заднюю перегородку штурмана установить по образцу 2-го экземпляра Ил-АМ-42, то есть сделать экранированной две бронеплиты по 8 мм и обеспечить защиту головы штурмана бронестеклом.
В то же время отмечалось, что обе кабины – летчика и штурмана-стрелка – в сравнении с Ил-2 имеют увеличенные размеры, что улучшает условия боевой работы экипажа. В кабине штурмана-стрелка вместо брезентовой ленты (как на Ил-2) устанавливалось постоянное откидное сиденье. Штурман облета капитан Т. Ф. Горбунов отмечал, что в кабине «тепло, задуваний нет, можно работать без летных очков». Посадка в кабину через нижний люк в бронекорпусе была признана удобной. В аварийной ситуации штурман легко покидал кабину с парашютом. Однако при посадке на фюзеляж выбраться из своей кабины штурман не мог, «так как фонарь летчика при открытии надвигается на фонарь штурмана».
К достоинству машины было отнесено применение электрической системы управления заслонками водо- и маслорадиаторов, а также пневмоэлектрической системы управления огнем и перезарядки стрелково-пушечного вооружения, поскольку это сильно облегчало работу летчика в бою.
Положительно оценили наличие дублирования в каналах управления рулем высоты, поворота, элеронами и триммерами.