В отличие от своего предшественника в носовой части Ил-40П стояла подвижная четырехпушечная установка. Однако большие трудности, встретившиеся при ее доводке, вынудили укомплектовать машину четырьмя неподвижными АМ-23. Вдобавок ТРД АМ-5Ф заменили более мощными АМ-9В. Но и на этой машине не удалось полностью устранить помпажные явления при стрельбе из пушек. Выход из создавшегося положения нашли, вынеся воздухозаборники двигателей далеко вперед и разместив артиллерийскую установку под фюзеляжем. Это сильно изменило внешний облик машины.
В 1955-м решили оснастить оба прототипа ракетной системой «Гроза». К январю 1956 года изготовили две опытных установки, но укомплектовать ими штурмовики так и не успели.
Поторопился НИИ ВВС дать рекомендации о внедрении машины в серию. Штурмовик требовалось серьезно лечить, но завод № 168, в Ростове-на-Дону, не имея утвержденного образца, уже выполнял указание правительства. В 1954-м объем незавершенного производства составил 0,15 условного самолета. Заводу пришлось перестраивать значительную часть производства и повышать его мощности, разрабатывать и внедрять новые технологические процессы. Все это стало причиной медленного развертывания работ по освоению выпуска Ил-40. В следующем году ситуация не улучшилась, и завод не выпустил ни одного самолета.
В феврале 1956 года П.В. Дементьев писал главкому ВВС П.Ф. Жигареву:(Надо сказать, что бронекорпуса для первых серийных машин изготавливали из незакаленной брони, из-за чего они могли использоваться лишь для учебных целей.)
Кроме двух построенных прототипов, в ОКБ-240 разработали проекты учебного Ил-40У, разведчика Ил-40Р и артиллерийского корректировщика Ил-40К. Но они так и остались на бумаге.
В феврале 1956 года завершились государственные испытания Ил-40-2 с положительным результатом. Спустя месяц Министерство обороны предложило принять штурмовик на вооружение, но этого не произошло. Рассказывают, что летом этого же года Ил-40 показали министру обороны Г.К. Жукову, не проявившему к нему интереса. Ответить на вопрос, кто поставил последнюю точку в истории машины, политики или Г.К. Жуков, пока не представляется возможным.
В конце 1960-х годов в авиационных изданиях вновь замелькало, казалось, забытое слово «штурмовик». Опыт эксплуатации и боевого применения истребителей-бомбардировщиков показал, что они не в состоянии заменить над полем боя бронированные «Летающие танки».
Видимо, первыми начали разрабатывать реактивный штурмовик в ОКБ П.О. Сухого. Вслед за ним в негласное соревнование по созданию самолета поля боя включились сотрудники ОКБ С.В. Ильюшина.
Опытно-экспериментальный самолет-штурмовик Ил-102 на выставке «Мосаэрошоу-1992»