После всесторонних испытаний штурмовика Ил-40, показавших, кстати, неплохие результаты, С.В.Ильюшин вновь возвращается к нему. Его по-прежнему волновали случаи выключения двигателей самолёта при стрельбе из передних пушек, и это заставило искать новые решения. С.В.Ильюшин предложил применить принципиально иное взаимное расположение воздухозаборников двигателей и пушек, при котором полностью устранялось влияние стрельбы на работу силовой установки. В порядке инициативы начали постройку второго опытного самолёта Ил-40П.

На штурмовике Ил-40П предполагалось проверить эффективность новой компоновки. Эту работу узаконили 16 октября 1954 г., когда вышло постановление правительства о запуске Ил-40 в серийное производство на авиационном заводе №168 в Ростове-на-Дону. В том же документе речь шла и о постройке второго опытного самолёта.

Основные изменения коснулись носовой части фюзеляжа. Отдельные боковые воздухозаборники двигателей были удлинены вперед и заменены одним лобовым воздухозаборником с двумя расходящимися воздушными каналами. Носовую пушечную установку сняли и перенесли на нижнюю поверхность фюзеляжа, за отсек передней стойки шасси. Все четыре пушки ТКБ-495А монтировались на специальном лафете. В будущем предполагалось, что конструкция лафета к фюзеляжу будет подвижной и позволит отклонять всю пушечную установку вниз на угол 25°. Для защиты стволов пушек от попадания посторонних предметов на земле при взлете перед стволами установили противогрязевые щитки, выпуск которых был сблокирован с выпуском передней стойки. Вся остальная конструкция Ил-40П осталась неизменной по сравнению с первой опытной машиной.

Конструктивно Ил-40П представляет собой цельнометаллический низкоплан, выполнен по нормальной аэродинамической схеме, первоначально имел боковые воздухозаборники, но в ходе испытаний переделан из-за попадания пороховых газов при стрельбе из пушек. Крыло двухлонжеронное набрано из профилей ЦАГИ большой толщины СР-10с-12 и СР-11-12. Технологически фюзеляж состоит из 4-х частей. Топливо расположено в 6 фюзеляжных баках в средней части фюзеляжа. Возможна подвеска двух ПТБ под центропланом. Экипаж штурмовика Ил-40П состоял из двух человек, пилота и стрелка-радиста. Экипаж размещен в двух герметических раздельных кабинах с катапультными креслами. По бокам и снизу хвостовой части фюзеляжа устанавливались три тормозных щитка с перфорированной поверхностью (отклонялись при необходимости на угол до 50 град.). На крыле установлена антиобледенительная система с отбором горячего воздуха от компрессоров двигателей.

Бронирование - для защиты лётчика спереди использовалась бронестенка толщиной 10 мм и сверху броня толщиной 8 мм, передний козырек фонаря кабины изготовлен из 124 мм прозрачной брони, боковые стекла фонаря имеют толщину 65 мм. Сиденье летчика оборудовано заголовником, бронеспинкой и чашкой из дюраля толщиной 6 мм. Двигатели по бокам защищены броней толщиной от 4 до 16 мм. Фонари кабин имели две независимые системы аварийного открывания - воздушную (действующую от шторки катапультируемого сиденья) и электрическую (срабатывающую от нажатия кнопки на борту кабины).

Шасси - трехстоечное, с носовым рулевым колесом. Переднее шасси с колесом 660x285 мм убиралось в направлении «по полету». Главные ноги шасси оснащались колесами 1100 x 400 мм, уборка производилась в направлении «против полета» с поворотом колес вокруг своих амортизационных стоек на угол 90° град. против часовой стрелки. Колеса укладывались в межлонжеронное пространство крыла и закрывались створками. Нормальный выпуск и уборка шасси производились от гидросистемы, аварийный выпуск - от воздушной системы. Гидросистема имела рабочее давление 110 атмосфер и с ее помощью производились также торможение колес, управление автоматом торможения, выпуск и уборка тормозных щитков, закрывание створок бомбоотсеков. Воздушная система с рабочим давлением 150 атмосфер предназначалась для перезарядки оружия и подзарядки гидроаккумуляторов. Кроме того, она обеспечивала аварийное торможение колес, аварийное закрытие тормозных щитков, открывание кабин летчиков. Живучесть повышалась т.к. все трубопроводы гидравлической и воздушной систем прокладывались по разным бортам фюзеляжа. Двигатели Ил-40П - два РД-9В с тягой по 2600 кг, на форсаже - по 3250 кг.

Вооружение штурмовика Ил-40П состояло из четырёх 23-мм пушек ТКБ-495А в  двухпозиционной  подфюзеляжной установке и одной 23-мм пушки ТКБ-495А в хвостовой установке с дистанционным управлениям Ил-К10 с боекомплектом - 200 выстр. Также имелись четыре внутрикрыльевых отсека для бомб калибра до 100 кг и 4 балочных держателя под крылом для бомб калибра 50-500 кг. Подвесное вооружение состояло из 8х100 кг бомб, или 2х500 кг бомб или др.варианты; 4 точки подвески ОРО с ракетами ТРС-82 или ТРС-132. В 1955 г. принято решение оснастить Ил-40П опытной ракетной системой "Гроза", к январю 1956 г. изготовлена опытная установка, но на штурмовик не устанавливалась.

Специальное оборудование Ил-40П включало:
- Коллиматорный прицел ПБП-6 позволял 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. Прицел использовался так же при ведении пушечного огня и при стрельбе реактивными снарядами.
- Прицел СПБ-40 для кормовой пушечной установки.
- Навигационный индикатор НИ-50И
- Авиагоризонт АГИ-1
- Гирополукомпас ГПИ-48
- Автоматический радиокомпас АРК-5
- Компас ЛГМК-3М
- Радиовысотомер РВ-2
- Маркерный радиоприемник МРП-48П
- Опознавание Ответчик системы госопознования «Барий»
- Командная радиостанция РСИУ-3М
- Связная радиостанция РСБ-5
- Переговорное устройство СПУ-5
- Аэрофотоаппараты НАФА и АФА для контроля результатов боевой работы.
- Зеркальный перископ для обзора верхней задней полусферы.

14 февраля 1955 г. лётчик-испытатель В.К.Коккинаки выполнил первый полёт обновленного самолёта. Испытания вооружения на всех возможных режимах боевого применения показали, что Ил-40П может вести залповую стрельбу из пушек и производить пуск реактивных снарядов ТРС-212 при любом положении самолёта и любых режимах работы двигателей. Перенос передней стойки шасси вперед и увеличение базы шасси положительно сказались на устойчивости движения самолёта по земле. По требованию военных на фонаре у лётчика установили перископ для обзора верхней задней полусферы.

Государственные испытания Ил-40П подтвердили необходимость серийного производства самолёта. Одновременно на заводе №168 развертывался серийный выпуск Ил-40. Пришлось перестраивать часть производства из-за новой носовой части фюзеляжа. В разгар этой деятельности вышло постановление правительства от 13 апреля 1956 г. о снятии самолета Ил-40П с серийного производства и прекращении всех работ по нему «в связи с оснащением Советской Армии новыми видами оружия». На заводе №168 задел по серийным Ил-40П полностью уничтожили. Приказом министра обороны СССР от 20 апреля 1956 г. в составе советских ВВС упраздняется штурмовая авиация, на смену ей идет истребительно-бомбардировочная авиация.

Тактико-технические характеристики Ил-40П
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 ТКБ-495А (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.