Пулемёты ШКАС в крыле сохранили и использовали при пристрелке, а бомбовая нагрузка уменьшилась до 200 кг. С самолёта сняли и пусковые реактивные снаряды. Государственные испытания, проводившиеся в НИИ ВВС, завершились 22 июня 1943 года и самолёты стали поступать на вооружение частей ВВС и авиации ВМФ. Но эти «убийцы» танков страдали от плохой синхронизации орудий, практически исключавшей возможность второго прицельного выстрела, и постоянных осечек. Кроме того, из-за возросшего момента инерции несколько ухудшалась управляемость самолётом, но в руках опытного пилота он был грозным оружием. Всего ГАЗ №30 построил за период с апреля 1943 года по январь 1944 1175 Ил-2 тип 3М, после чего переключился на выпуск обычных Ил-2 тип 3.
Ил-2КР представлял собой двухместный артиллерийский корректировщик-разведчик и фронтовой разведчик. Он был создан на базе двухместного Ил- 2 и оснащён мотором АМ-38Ф. Прототип, построенный ГАЗ № 30, проходил испытания с 27 марта по апрель 1943 года. И вскоре начался серийный выпуск на куйбышевском ГАЗ № 1. Самолёты Ил-2КР строились как с прямым крылом, так и с крылом со «стрелкой» (с 1944 года) и имели более мощную радиостанцию РСБ-3бис с большей дальностью действия и фотоаппарат АФА- II. Радиостанцию разместили в средней части фонаря кабины, непосредственно за бронеспинкой пилота, над уменьшенным по высоте бензобаком. Фотоаппарат устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Мачту радиоантенны перенесли вперед, установив её на козырьке фонаря кабины пилота. На самолёте сохранили пулемёт УБТ для защиты задней полусферы, но при необходимости провести перспективную фотосъемку его снимали, заменяя дополнительной фотокамерой. При этом снималась и задняя часть фонаря кабины. Так как ВВС требовалось много разведчиков, большое количество Ил-2 было доработано до стандарта КР в полевых условиях.
Когда требовалось большое количество снимков, в фюзеляже Ил-2КР устанавливалось до четырёх камер, рассматривался вопрос об усилении бронезащиты второго члена экипажа, но на конструкции серийных самолётов это никак не отразилось.
Хотя вариант Ил-2 с двойным управлением, необходимый для обучения пилотов-штурмовиков, был крайне необходим с самого начала, такая модификация, получившая обозначение УИл-2, появилась в достаточных количествах лишь в 1943 году. На месте стрелка у УИл-2 была оборудована кабина инструктора, закрытая фонарем, который имел несколько вариантов исполнения. На машинах раннего выпуска остекление фонаря было выполнено целиком из плексигласа, в то время, как на самолётах более поздних выпусков стали устанавливать бронестекло и листы брони. Подвижная часть фонаря открывалась, сдвигаясь назад над задней неподвижной частью. Размеры заднего бензобака уменьшили, чтобы установить вторую панель приборов. Также как и на разведчике, мачту радиоантенны установили на неподвижном козырьке фонаря пилота. Вооружение сократили до двух пулемётов в крыле, которые в случае необходимости, тоже могли быть сняты. Для отработки навыков боевого применения самолёт мог брать на борт до 200 кг бомб и два реактивных снаряда РС-82. УИл-2 выпускался параллельно с обычными двухместными Ил-2 на ГАЗ №18 до 1945 года, и в общей сложности было построено 1211 машин. В ходе производства эти самолёты претерпели те же изменения, что и их боевые собратья – прямое крыло, устанавливавшееся на первых машинах, в дальнейшем заменили крылом со «стрелкой».