Для своевременного выполнения постановления правительства в ОКБ Ильюшина передали из ВВС две машины из последних серий выпуска завода № 64. На первой машине № 1425 поставили пушки НР-23 и новую пневмосистему. Установили консоли крыла увеличенной на три квадратных метра площади с профилем «Кларк YH». Законцовки крыла стали прямыми. Вместо посадочного щитка Шренка установили щелевой закрылок с большими углами отклонения. Все это способствовало улучшению не только взлетно-посадочных, но и маневренных характеристик.
В марте 1951 года испытали вооружение на земле и в воздухе. После доработки установки ВУ-9М с пушкой Б20-ЭН самолет законсервировали. Вес бомбовой нагрузки остался без изменения. Вторую машину полностью переделали в Ил-10М. Доработали бронекорпус и хвостовую часть с оперением, удлинив фюзеляж на 520 мм. Костыльное колесо перенесли с 12-го на 14-й шпангоут. Расширили состав оборудования, установив, в частности, аппаратуру слепой посадки ОСП-48, автоматический радиокомпас АРК-5, радиовысотомер РВ-2. Применили новое шасси без развала колес с усиленными тормозами. На лобовом стекле фонаря кабины пилота появились противообледенительное устройство и снегоочиститель.
2 июля 1951 года В.К. Коккинаки совершил на Ил-10М первый полет. В августе того же года самолет завершил заводские, а в октябре – контрольные испытания в НИИ ВВС. Однако устранение большого количества дефектов, установка антиобледенительного устройства воздушного винта, систем пожаротушения двигателя и разжижения моторного масла бензином затянули доводку машины до осени 1952 года. Одновременно на штурмовике заменили аэрофотоаппарат АФА-ИМ на АФА-БА-21.
В 1952 году завод № 168 выпустил лишь один Ил-10М. В июле 1953 года с опозданием на полтора года в НИИ ВВС предъявили головной серийный самолет № 36800207, но 29 сентября его пришлось вернуть для доработки хвостового оперения. Лишь 15 ноября Ил-10М перегнали в Чкаловскую для окончания контрольных испытаний.
Ведущими по машине были инженер Н. Головко и летчик М. Твеленев. Облетали ее Ю. Антипов и П. Белясник. По их мнению, серийный Ил-10М по технике пилотирования в основном не отличался от опытного, за исключением неудовлетворительной путевой устойчивости. Раскачивание самолета на приборной скорости более 400 км/ч делало невозможным ведение прицельной стрельбы из оружия по точечным целям. К этому привела установка угольников на руль поворота, устранявших ранее выявленные автоколебания самолета. Для устранения путевой неустойчивости на серийных машинах с 1953 года ставили подфюзеляжные фальшкили («гребни»).
Серийная машина по сравнению с опытной потяжелела с 6875 до 7100 кг, одновременно до 660 км/ч ограничили максимально допустимую скорость.
Кроме Ростова-на-Дону, построившего с 1952 по 1954 год 136 Ил-10М, его производство освоил Оренбургский завод № 47, выпустивший в 1953–1954 годах десять машин.
В октябре 1953 года на вооружение приняли Ил-10М с реактивными снарядами, входившими в систему АС-1, но промышленность с выпуском самолетов в данной комплектации не спешила.
К концу 1953 года в ВВС числилось 2300 штурмовиков, т. е. меньше половины, выпущенных промышленностью. Постепенно они списывались, и во второй половине 1950-х годов в связи с созданием истребительно-бомбардировочной авиации, оснащенной самолетами МиГ-15, Ил-10 сняли с вооружения.
Высокие летно-тактические данные штурмовика Ил-10, его способность вести активный воздушный бой с истребителями противника позволили в конце 1944 года приступить к разработке облегченного и еще более скоростного и маневренного штурмовика Ил-16.
Опытный самолет-штурмовик Ил-16
Новый штурмовик проектировался под двигатель жидкостного охлаждения М-43НВ взлетной мощностью 2300 л.с., разрабатывавшийся под руководством А.А. Микулина. По своей схеме и компоновке Ил-16 был аналогичен Ил-10, но имел меньшие размеры и вес. В сочетании с более мощным двигателем это должно было обеспечить ему скорость до 625 км/ч, а запас прочности – выполнять фигуры высшего пилотажа.
Схема бронирования – как и на Ил-10, но ее толщина у боковых стенок кабины экипажа и капота двигателя была меньше. Одновременно уменьшили площадь бронезащиты сверху бронекорпуса.
Наступательное вооружение самолета включало две пушки НС-23 с боезапасом по 140 патронов на ствол и два ШКАСа с общим боекомплектом 1400 патронов, размещавшихся в отъемных частях крыла. Для защиты задней полусферы предназначалось орудие УБ-20 с боезапасом 150 патронов и десять авиационных гранат АГ-2. Первоначально предполагалось, что Ил-16 будет иметь бомбовую нагрузку до 400 кг, но в ходе проработки проекта она возросла до 500 кг.
К тому времени возможности советского авиапрома благодаря ленд-лизу значительно возросли. Значительно сократилась доля древесины в технологическом процессе сборки самолетов, что благоприятно сказалось на их качестве и боевых возможностях.