Технический совет НИИ ВВС отметил некоторые недостатки самолета, рекомендовал установить на него более мощный двигатель АМ-38 (к тому моменту еще не готовый), но в целом сделал вывод, что «с
В сентябре 1940-го в судьбе БШ-2 произошли важные перемены: двухместный самолет был переделан в одноместный, с одновременным усилением бронирования до 12 миллиметров задней сферы и установкой дополнительного бака. Немного сместился вперед двигатель, на 5 % увеличили стреловидность крыла. Этот вариант получил название ЦКБ-57. Переделка была обусловлена желанием Ильюшина как можно скорее поставить самолет в серию и тем самым укрепить свое пошатнувшееся в связи с затягиванием работ по ДБ-3Ф положение. По мере освоения мотора АМ-38 предполагалось вернуться к двухместному варианту штурмовика. 12 октября 1940-го одноместный штурмовик совершил первый полет. Вооружение машины решено было усилить двумя 23-миллиметровыми пушками, а 9 декабря БШ-2 получил наименование в честь конструктора – Ил-2. Эта машина, кстати, отличалась от БШ-2 не только наличием пушек, но и другими, достаточно серьезными изменениями: сдвинутым вниз для улучшения обзора двигателем, улучшенной устойчивостью, усиленным бронекорпусом (броня от 6 до 12 миллиметров) и др. Пушки на ранних Илах испытывались разные, но с пятого самолета выбор остановили на ШВАК. Была предусмотрена и возможность установки реактивных снарядов РС-132, впоследствии ставших неотъемлемой частью штурмовки. Весной 1941-го машины с двигателем АМ-38 успешно прошли испытания; выяснилось, что управляемость и маневренность штурмовика выросли, при этом он оставался очень простым в пилотировании.
Ил-2 представлял собой моноплан длиной 11,6 метра, с размахом крыла 14,6 метра. Другие параметры самолета менялись в зависимости от года выпуска: скорость ранних Илов – 433 километра в час, поздних – 396; снаряженная масса ранних – 5310 килограммов, поздних – 6360; дальность у ранних – 638 километров, у поздних – 765. На ранних машинах стояли две пушки ШВАК и два пулемета ШКАС, восемь реактивных снарядов и 600 килограммов бомб, на поздних – две пушки, два пулемета ШКАС, один крупнокалиберный УБТ, четыре реактивных снаряда и 400 килограммов бомб.
Производство машины были должны начать четыре завода – № 18, 35, 380 и 381, причем головным определялся воронежский 18-й завод. На 1941 год было запланировано производство 1200 самолетов. На начало войны в войсках находился 91 Ил-2. Боевой дебют машины пришелся на 25 июня, когда два Ила атаковали колонну противника у белорусской деревни Грудополь.
Но первые результаты применения Ил-2 были скорее обескураживающими. Самолет был новым, как именно летать и воевать на нем, толком никто не знал. Тактика штурмовых авиаполков находилась лишь в процессе разработки. Слабо обученные пилоты штурмовиков несли большие потери. К тому же Илы в начальный период войны часто использовали не по назначению: как пикирующие бомбардировщики и даже истребители. Летали они плотными группами, без истребительного сопровождения и представляли собой доступные цели для вражеской ПВО. К тому же быстро выяснилось, что одноместные Илы еще и практически не могут защищаться от вражеских истребителей, которые любили атаковать их с хвоста, стреляя по двигателю и кабине летчика. Дошло до того, что боевая работа на Ил-2 стала считаться крайне опасной, а звание Героя Советского Союза летчику-штурмовику присваивалось всего за 10 боевых вылетов. Правда, по этому постановлению Героем успел стать лишь один пилот, лейтенант Николай Михайлович Карабулин (до 16 сентября 1941 года сделал 13 вылетов).