К тому времени в ОКБ провели большой объем опытно-исследовательских работ и сделали вывод, что добиться желаемого можно при небольшом увеличении мощности серийных двигателей АШ-82ФН, но улучшив аэродинамику самолета. Выбрав этот путь, конструкторы сохранили фюзеляж Ил-12 и полностью перепроектировали крыло. Для него использовали профиль СР-5, разработанный в ЦАГИ Я.М. Серебрийским и М.В. Рыжковой, который обладал гораздо меньшим профильным сопротивлением, чем применяемые на Ил-12 профили Clarke YH и ЦАГИ К-4.
Крыло новой машины осталось аналогичным по размаху Ил-12, но имело на 3 м² меньшую площадь, т.к. на центроплане ликвидировали наплыв. Относительную толщину крыла увеличили до 18% у корня и до 12% у конца, что улучшило его несущие свойства и уменьшило массу. Кроме того, удалось снизить пожароопасность, разместив все бензобаки в консолях и удалив их от пассажирской кабины. Для улучшения характеристик сваливания новому крылу придали обратную стреловидность в 3” по линии 1 /4 хорд. Самолет получил более эффективные закрылки, которые теперь находились и на центроплане, вто время как на Ил-12 там стояли посадочные щитки. Снижению аэродинамического сопротивления на взлете и посадке способствовало и то, что ниши опор шасси при выпущенных стойках закрывались створками, тогда как у Ил-12 они оставались открытыми.
В пассажирской кабине решили разместить 18 кресел (6 рядов по 3), багажник, буфет и туалет. Диапазон центровок стал более передним, 12-19% САХ, против 19-22 % на Ил-12, что сделало самолет более устойчивым. Для улучшения продольной управляемости площадь руля высоты увеличили на 6 %.
Была спроектирована комплексная воздушно-тепловая противообледенительная и отопительная система, в которой использовались выхлопные газы двигателей, выходившие из выхлопных коллекторов, выполненных в форме несообщавшихся между собой полуколец. Каждое из них соединялось со своими выхлопными патрубками на правом или левом бортах гондолы двигателя. Газы выводились либо прямо в атмосферу, либо перепускались через теплообменники, по которым проходил и нагревался забортный воздух.
Для облегчения пилотирования в сложных метеоусловиях и ночью самолет оснастили дополнительным навигационным оборудованием и радиосредствами.
ОКБ А.Д. Швецова провело работы по форсированию АШ-82ФН и улучшило охлаждение головок цилиндров. Взлетную мощность довели до 1900 л.с., сохранив ее до высоты 400-500 м. В диапазоне крейсерских скоростей часовой расход топлива удалось сократить на 15%. Правда, ресурс двигателя оставался по прежнему низким, и коллектив Швецова развернул работы по его увеличению хотя бы до 500 ч (к 1967 г. его удалось довести до 1200 ч). Новый вариант мотора получил обозначение АШ-82Т. Кроме того, мотористы спроектировали новые мотогондолы с капотами, дававшими легкий и удобный доступ ко всем агрегатам двойной «звезды». В дальнейшем было выпущено 7 модификаций АШ-82Т.
