Несмотря на неустойчивую работу мотора АМ-42, опытный разведчик-корректировщик Ил-АМ-42 (экз. № 1) все же сумел успешно завершить программу заводских испытаний. Летал начальник ЛИС завода Nq 240 генерал-майор В. К. Коккинаки. Испытания обеспечивались бригадой в составе: ведущего инженера по испытаниям А. П. Виноградова, инженера по винтомоторной группе В. В. Семенова и бортмеханика самолета И. Б. Кюсса. В общей сложности в период с 10 мая 1943 г. по 22 февраля 1944 г. было выполнено 40 полетов с суммарным налетом 21 час 9 минут.
При полетном весе 7200 кг с винтом АВ-5л-18Б была получена довольно высокая скорость горизонтального полета: 470 км/ч – на высоте 2240 м и 434,5 км/ч – у земли. Вертикальная скорость у земли составила 8,32 м/с, а время подъема на высоту 1000 м – 1,97 мин. Это были неплохие результаты. Как отмечал Коккинаки, "…на всех режимах полета чувствуется большой запас мощности".
Самолет имел удовлетворительную устойчивость по всем направлениям. При соответствующей балансировке триммером самолет позволял полет с брошенной ручкой управления. Виражил и пикировал устойчиво, без рысканий. Это обеспечивало лучшие условия для прицеливания и стрельбы.
"В пилотировании Ил-АМ-42 ничем не отличается от Ил-2. Для вылета на Ил-АМ-42 обучение и вывозка излишни", – указывалось в отчете по испытаниям.
Было решено готовить машину к государственным испытаниям. В этой связи 22 февраля на самолете был установлен винт диаметром 4,0 м и изменена компенсация элеронов с целью снижения нагрузок на ручку управления. Пробный полет показал, что новый винт "погоды не делает". Его срочно заменили "старым" проверенным винтом АВ-5л-18Б, с которым Ил-АМ-42 (экз. № 1) 26 февраля перелетел на аэродром НИИ ВВС, где официально был передан военным специалистам для производства государственных летных испытаний.
Ведущим летчиком по Ил-АМ-42 (экз. № 1) был назначен летчик-испытатель подполковник А. К. Долгов, а ведущим инженером – инженер- майор П. Т. Аброщенко. В состав испытательной бригады вошли также инженер-капитан И. М. Наливкин (по винтомоторной группе), старший техник-лейтенант С. Е. Матвеев (по спецоборудованию) и инженер-майор К. И. Романов (по вооружению).
На следующий день после получения самолета испытательная бригада института провела тщательный осмотр самолета и его взвешивание, а 28 февраля А. К. Долгов выполнил на нем ознакомительный полет продолжительностью 20 минут. В полете потек левый маслобак. Вдобавок, на посадке отказали тормоза левой стойки шасси, но благодаря мастерству летчика обошлось без поломки. Замена маслобака, тормозов и левого колеса шасси продолжалась до 5.00 следующего дня, поскольку именно 29 февраля официально начинались государственные испытания самолета.
