В 1943 г. попробовали вернуться к первоначальной идее создания одноместного бронированного истребителя. Новая модификация, получившая обозначение Ил-2И «Истребитель бомбардировщиков», представляла собой одноместный Ил-2 с двигателем АМ-38Ф, переделанный из обычного серийного двухместного самолета-штурмовика. Его крыло усилили, сняли бомбовое вооружение, оставили две пушки ВЯ. Опытный образец Ил-2И проходил госиспытания в июле 1943 г., но самолет не был принят в серию. Выяснилось, что он может быть использован для борьбы только с некоторыми типами бомбардировочных и транспортных самолетов противника, имеющих сравнительно небольшие скорости (Не 111, Fw 200, Ju 87, Ju 52) на высотах ниже 4000 м, а вести активную борьбу с истребителями противника самолет не может.

С лета 1943 г. выпускался малыми сериями корректировщик артиллерийской стрельбы Ил-2КР, который внешне отличался от обычных Ил-2 стойкой радиоантенны, перенесенной на козырек фонаря пилота. Более мощную, с большей дальностью действия рацию устанавливали в кабине за бронеспинкой пилота, на уменьшенном фюзеляжном бензобаке. Кроме того, в хвостовой части фюзеляжа установили фотоаппаратуру.

Морская авиация применяла Ил-2, в том числе и специализированную модификацию бомбардировщика-торпедоносца Ил-2Т, для противокорабельных операций, для проведения разведки и постановки дымовых завес. Выпускался учебно-тренировочный вариант самолета под обозначениями У-Ил-2 или Ил-2У. В последний год войны Ил-2 состояли на вооружении польских и чехословацких авиационных подразделений, воевавших в составе Красной армии против немцев. Штурмовики Ил-2 на протяжении нескольких послевоенных лет оставались на вооружении советской авиации, а также авиации стран Варшавского договора (Польша, Чехословакия, ГДР). Общее количество выпущенных самолетов Ил-2 всех модификаций составило 36 163 экземпляра.

Характеристики Ил-2: экипаж – 2 человека, силовая установка – 1 х АМ-38Ф мощностью 1720 л. е., размах крыла – 14,6 м и его площадь – 38,5 м2, длина – 11,6 м, высота – 4,17 м, вес пустого – 4525 кг, взлетный вес – 6360 кг, максимальная скорость – 414 км/ч, дальность – 765 км, скороподъемность – 250 м/мин, практический потолок – 6360 м, вооружение – 1 пушка ВЯ-23 калибра 23 мм, 2 пулемета ШКАС калибра 7,62 мм, 1 пулемет УБТ калибра 12,7 мм, 8 НУРС РС-82 и 1000 кг бомб.

В середине 1942 г. в ОКБ С.В. Ильюшина началась разработка дальнего бомбардировщика для замены Ил-4. Новый бомбардировщик, получивший обозначение Ил-6, первоначально предполагалось оснастить двумя двигателями АШ-71 (М-71) мощностью по 2000 л. с. Ил-6 был больше в габаритах, чем его предшественник, отличался также крылом новой конструкции с увеличенной стреловидностью по передней кромке и почти прямой задней кромкой. Экипаж Ил-6 состоял из шести человек: штурмана, первого и второго пилотов, радиста и двух воздушных стрелков. Летчики размещались в кабине рядом. Вооружение состояло из пяти пушек ШВАК калибра 20 мм – одна пушка в носовой части фюзеляжа у штурмана, две – по бортам, одна в верхней башенной установке и одна – в нижней люковой установке. Внутри бомбоотсека можно было разместить бомбовую нагрузку до 2000 кг, на внешних пилонах предусматривалась подвеска двух торпед или двух 1000-кг бомб.

Во время постройки первые два опытных образца по заказу ВВС оснастили дизельными двигателями А.Д. Чаромского АЧ-ЗОБ. Первый полет Ил-6 состоялся 7 августа 1943 г. Испытания показали, что мощность двигателей АЧ-ЗОБ для такой машины недостаточна, поэтому пришлось облегчать самолет путем снятия вооружения и бронезащиты, а также сокращения экипажа до пяти человек. Летом 1944 г. прототип был переоснащен дизелями АЧ-ЗОБФ, развивавшими на высоте 6000 м мощность 1900 л. с. Установка более мощных двигателей позволила вернуть на самолет вооружение и броню. С новыми двигателями прототип Ил-6 во время заводских испытаний улучшил свои характеристики: максимальная скорость составила 464 км/ч, дальность полета на крейсерской скорости 340 км/ч с бомбовой нагрузкой в 1000 кг – 5450 км, практический потолок – 6200 м.

Самолет с новыми дизелями вновь направили для проведения госиспытаний в ЛИИ. Но вскоре стало очевидно, что к окончанию войны с Германией самолет не успеют ввести в строй, поэтому программа была прекращена.

Характеристики Ил-6: экипаж – 6 человек, силовая установка – 2 х АЧ-ЗОБФ мощностью по 1900 л. е., размах крыла – 26,07 м и его площадь – 84,8 м2, длина самолета – 17,38 м, высота – 4,2 м, вес пустого – 11 930 кг, взлетный вес – 16 100 кг, максимальная скорость – 464 км/ч, дальность – 5450 км, практический потолок – 7000 м, вооружение – 5 пушек ШВАК калибра 20 мм, 2 торпеды или 4500 кг бомб.

Летом 1942 г. в ОКБ С.В. Ильюшина началась разработка тяжелого штурмовика-бомбардировщика Ил-8, оснащенного двигателем АМ-42. По компоновочной схеме Ил-8 напоминал несколько увеличенный в размерах Ил-2, но с улучшенной внешней аэродинамикой, усиленным бронированием и увеличенной бомбовой нагрузкой. Вооружение самолета состояло из двух пушек ВЯ-23, двух пулеметов ШКАС и одного УБТ. Кроме того, была предусмотрена возможность установки в крыле самолета вместо пушек ВЯ двух крупнокалиберных пушек НС-37. В четырех бомбоотсеках размещалось 600 кг бомб, на два наружных держателя можно было дополнительно подвешивать бомбы весом до 500 кг.

Ил-8 разрабатывался в двух вариантах – штурмовик-бомбардировщик с дальностью полета около 1100 км и разведчик-корректировщик с несколько меньшей дальностью полета, но с более мощным радиосвязным оборудованием.

Первый полет опытного самолета состоялся 10 мая 1943 г., его летные характеристики оказались хорошими, но заводские испытания самолета затянулись из-за ненадежной работы двигателя. За время испытаний на опытной машине заменили пять двигателей, прежде чем удалось обеспечить их достаточно надежную работу. В феврале 1944 г. опытный самолет Ил-8 передали на госиспытания, по результатам которых он был рекомендован в серийное производство в вариантах штурмовика-бомбардировщика и разведчика-корректировщика.

С целью улучшения летных данных самолета Ил-8 на втором опытном самолете были выполнены доработки системы охлаждения и смазки двигателя, брони, крыла, органы управления, шасси и др. Вместо пушек ВЯ поставили пушки НС-23, вместо пулемета УБТ – пушку УБ-20, в хвостовой части разместили кассету с 10 авиационными гранатами АГ-2. Было увеличена бомбовая нагрузка: в бомбоотсеках – 1000 кг бомб, на наружной подвеске – 2 бомбы по 500 кг.

Переделка второго опытного самолета была завершена осенью 1944 г., 13 октября машина совершила первый полет. Однако заводские летные испытания самолета вновь затянулись из-за недоведенности воздушных винтов, доработка самолета длилась вплоть до окончания войны. На госиспытания вторую опытную машину передали 27 мая 1945 г. По результатам испытаний Ил-8 в серию не пошел, поскольку уже выпускался Ил-10, которому Ил-8 уступал по ряду летно-технических данных.

Характеристики Ил-8: экипаж – 2 человека, силовая установка – 1 х АМ-42 мощностью 1750 л. е., размах крыла – 14,8 м и его площадь – 39,0 м2, длина – 12,93 м, высота – 4,2 м, вес пустого – 5245 кг, взлетный вес – 7250 кг, максимальная скорость – 470 км/ч, дальность – 1180 км, скороподъемность – 508 м/мин, практический потолок – 6800 м, вооружение – 2 пушки ВЯ-23 калибра 23 мм, 1 пулемет УБТ калибра 12,7 мм, 2 пулемета ШКАС калибра 7,62 мм, 8-12 НУРС РО-132 и 1000 кг бомб.