Переброска промышленности на восток привела и к значительному сокращению выпуска авиационных моторов АМ-38, что могло создать серьезную угрозу развертыванию производства штурмовиков. Поэтому еще в августе 1941 года в конструкторском бюро Ильюшина начались работы по установке на серийном штурмовике другого двигателя с воздушным охлаждением конструкции А.Д.Швецова, производство которого было налажено в глубоком тылу. Решение о создании такого самолета было продиктовано и существовавшим в то время среди военных специалистов мнением о большей живучести двигателей такого типа в боевых условиях.
Быстро нашлось конструктивное решение. На серийном самолете до переднего лонжерона крыла срезали бронскорнус и на этом месте разместили новый двигатель АШ-82 мощностью 1700 л.с., закрытый капотом обычного типа. Сразу за ним на вертикальной бронеперегородке установили узлы крепления подмоторной рамы. Учитывая боевой опыт первых недель войны, самолет оборудовали второй кабиной воздушного стрелка, расположив ее на месте заднего бензобака. Для сохранения дальности полета емкость нижнего топливного бака увеличили на 84 литра. Стрелок был вооружен крупнокалиберным пулеметом БТ (Березин, турельный) калибра 12,7 мм с боезапасом 300 патронов. Углы обстрела составляли 38° по вертикали и по 22° в обе стороны.
Первый полет новой машины состоялся в Москве на Центральном аэродроме 8 сентября, а вся программа заводских испытаний была выполнена за 8 дней. Однако, начавшаяся эвакуация ОКБ задержала госиспытания самолета до конца февраля 1942 года. Несмотря на хорошие отзывы, полученные на них, штурмовик в серии не строился, поскольку к этому моменту было уже полностью развернуто и налажено массовое производство моторов АМ-38.
Осенью 1941 года в авиапромышленности стал ощущаться дефицит конструкционных материалов из алюминиевых сплавов, вызванный эвакуацией предприятий цветной металлургии. Но еще на этапе проектирования самолета предусматривалась возможность замены части его металлической конструкции на дерево. Для производства деревянных элементов самолета использовались специалисты и мощности деревообрабатывающей промышленности. После незначительной доработки консолей крыла, они стали выпускаться в двух вариантах. В первом — деревянные нервюры и стрингеры болтами и заклепками крепились к металлическим лонжеронам, а фанерная обшивка приклеивалась к ним казеином, во втором варианте — фанерная обшивка приклепывалась к целиком металлическому каркасу. Штурмовики с деревянными консолями крыла и хвостовой частью фюзеляжа выпускались до конца 1944 года и только в 1945 году началось производство цельнометаллических самолетов.
