Опыт воздушных боев в Корее потребовал создания штурмового самолёта с более высокими лётно-техническими данными. Проектные исследования, проведенные в 1950-1951 гг. по инициативе С.В.Ильюшина, показали, что такой самолёт можно построить на базе относительно небольших, экономичных, лёгких и достаточно мощных двигателей. В конце 1951 г. было разработано техническое предложение по созданию двухместного бронированного штурмовика. Это предложение, направленное в правительство в январе 1952 г., очень быстро рассмотрели, и уже 1 февраля вышло постановление правительства о проектировании и изготовлении опытного самолёта Ил-40.

Штурмовик Ил-40 представлял собой низкоплан со стреловидным крылом и оперением. Экипаж состоял из двух человек - лётчика и стрелка-радиста. Основной силовой частью конструкции самолёта являлся бронекорпус, который воспринимал нагрузки от крепившихся к нему двигателей, носовой и хвостовой части фюзеляжа. В нём размещались кабина экипажа с катапультируемыми сиденьями, топливные баки и часть оборудования. Бронекорпус выполнялся из стальных листов толщиной от 3 до 8 мм. Для защиты лётчика от огня спереди устанавливалась бронестенка толщиной 10 мм и 124-мм лобовое стекло в неподвижном козырьке фонаря. Кабина стрелка также имела сильную бронезащиту из стальных листов. Двигатели АМ-5Ф располагались по бортам фюзеляжа, воздухозаборники несколько выступали за переднюю кромку крыла. Общий вес металлической и прозрачной брони на самолете составлял 1918 кг.

Вооружение штурмовика Ил-40 состояло из шести пушек НР-23 в носовой части фюзеляжа и кормовой пушечной установки Ил-К10 с пушкой НР-23, дистанционно управляемой из кабины стрелка. Стволы носовых пушек выступали наружу, боезапас состоял из 900 снарядов. В крыле было сделано четыре небольших бомбоотсека для внутренней подвески бомб массой 100 кг. Кроме того, имелись четыре балочных держателя для подвески бомб, на которые могли подвешиваться или две бомбы массой до 500 кг, или реактивные орудия типа ОРО с неуправляемыми снарядами ТРС-132 и ТРС-82, или подвесные топливные баки на держателях под центропланом общей емкостью 1100 литров. Нормальная бомбовая нагрузка Ил-40 равнялась 400 кг, а в перегрузочном варианте самолёт мог нести 1000 кг бомб. Имелась возможность в счет перегрузки установить реактивные орудия с восемью ТРС-132 и двенадцатью ТРС-82.

Специальное оборудование Ил-40 гарантировало боевое применение оружия и использование самолёта днём и ночью, в простых и сложных метеорологических условиях. В носках крыла, стабилизатора и киля, воздухозаборников двигателей были установлены воздушно-тепловые противообледенители, горячий воздух в которые отбирался от компрессоров двигателей. Лобовые стекла кабины пилота имели электрообогрев. В состав пилотажно-навигационного и радиосвязного оборудования входили навигационный индикатор НИ-50И, авиагоризонт АГИ-1, гирополукомпас ГПИ-48, автоматический радиокомпас АРК-5 и компас ЛГМК-3М, командная радиостанция РСИУ-3М и связная - РСБ-5, переговорное устройство СПУ-5, радиовысотомер РВ-2, маркерный радиоприемник МРП-48П, ответчик госопознования "Барий", аэрофотоаппараты НАФА и АФА.

При ведении пушечного огня, стрельбе PC и при бомбометании летчик использовал коллиматорный прицел ПБП-6, позволявший производить бомбометание при горизонтальном полете на различных высотах, а также с пикирования. Определение момента сбрасывания бомб и само сбрасывание осуществлялось прицелом автоматически - с помощью электрического бомбосбрасывателя ЭСБР-3П. Контроль за результатами боевой работы производился бортовым аэрофотооборудованием для дневного и ночного фотографирования. Прицельная стрельба из кормовой пушечной установки велась с помощью прицела СПБ-40.

Опытный штурмовик Ил-40 был сделан за короткий срок и в конце февраля 1953 г. доставлен на аэродром. 7 марта 1953 г. лётчик-испытатель В.К.Коккинаки впервые поднял самолёт в воздух. В конце марта 1953 г. В.К.Коккинаки вылетел на полигон «Фаустово» для испытания передней пушечной установки стрельбой по наземной цели. В полёте при стрельбе из пушек двигатели самопроизвольно резко сбавили обороты, а затем и выключились. Лётчик прекратил стрельбу, снова запустил двигатели и вернулся на аэродром. Сделали специальные насадки, отводившие пороховые газы в стороны от воздухозаборников. Провели испытания в тире при работающих двигателях, но положительных результатов не получили. Исследования в этом направлении прекратились.

Конструкторы решили заменить шесть пушек НР-23 на более мощные и скорострельные пушки ТКБ-495А. Для этих пушек специально сконструировали газоотводную камеру, являющуюся одновременно носовой частью самолёта. Камера предназначалась для отвода во внешний поток газов, образующихся при стрельбе, минуя воздухозаборники двигателей. Во время испытаний с новыми пушками была продемонстрирована залповая стрельба из всех пушек длинными очередями, двигатели не выключались. Такой же пушкой оснастили и кормовую пушечную установку самолёта. После заводских испытаний, устранения недостатков и замены двигателей, штурмовик Ил-40 21 января 1954 г. поступил в ГК НИИ ВВС. Государственные испытания продолжались недолго и уже 15 марта завершились. В целом военные лётчики высоко оценили лётно-тактические характеристики Ил-40. Летом 1956 г. на аэродроме в Кубинке самолёт продемонстрировали делегации ВВС США, гости высоко оценили его и признали, что подобной машины не имеет ни одна страна в мире.

Однако 13 апреля 1956 г. вышло Постановление правительства о прекращении всех работ по самолёту Ил-40, "в связи с оснащением Советской Армии новыми видам и оружия". Приказом министра обороны СССР от 20 апреля 1956 г. в составе советских ВВС упраздняется штурмовая авиация. На смену ей идет истребительно-бомбардировочная авиация - новая военная доктрина учитывает возможность применения тактического ядерного оружия и по-иному рассматривает функции ВВС над полем боя. По мнению тогдашних военных специалистов, основные силы должны быть направлены для ударов по объектам, расположенным за пределами досягаемости огня сухопутных войск. Таким образом, наличие в составе ВВС специализированного самолёта-штурмовика (в данном случае Ил-40) становилось ненужным. Только спустя два десятилетия, анализируя действия авиации в локальных конфликтах, вновь признали необходимость в таких самолётах для непосредственной поддержки наземных войск на поле боя. При разработке Ил-40 предусматривалось создание на базе его конструкции нескольких модификаций.

Тактико-технические характеристики Ил-40
Размах крыла, м   17.00
Длина самолета,м   17.22
Высота самолета,м   5.76
Площадь крыла,м2   54.10
Масса, кг   
- пустого самолета   12190
- нормальная взлетная   16600
- максимальная взлетная   17600
Топливо, кг   
- внутренние топливо   3300
- ПТБ   1150
Тип двигателя   2 ТРД РД-9В
Тяга, кгс   
- номинальная   2 х 2150
- максимальная   2 х 3300
Максимальная скорость, км/ч   
- у земли   993
- на высоте   954
Практическая дальность, км   1300
Боевой радиус действия, км   400
Практический потолок, м   11200
Макс. эксплуатационная перегрузка   5
Экипаж, чел   2
Вооружение:   пять 23-мм пушки (4 с боезапасом 225 снарядов на едином подфюзеляжном лафете, поворотном в вертикальной плоскости и 1 кормовая установка с одной пушкой (200 снарядов) имеющей дистанционное управление.)
Бомбовая нагрузка - 1000 кг (1400 максимальная)
Бомбы и НАР на внешней подвеске.