Конструкторы сосредоточились на одном из до сих пор не устраненных дефектов — уменьшении нагрузок на штурвал при полете на одном моторе. В мае 1944 г. в НИИ ВВС испытывался самолет с увеличенным по хорде на 40 % триммером. Летчик подполковник Ашитков отметил, что триммер эффективнее старого, но нагрузок полностью не снимает, самолет летит с креном 2-Т в сторону работающего мотора. Но триммер в серию рекомендовали.
Другой вариант отрабатывался в ЛИИ. На одном Ил-4 с регулятора оборотов винта Р-7 сняли упоры большого шага, что позволяло убирать обороты задросселированного мотора практически до холостых 850-1050 об/мин (вместо 1600 об/мин). Однако и это тоже не решило проблемы, хотя несколько облегчило работу пилота. На всех Ил-4 в частях порекомендовали упоры снять. Пытались внедрить винты АВ-5ФВ-158А диаметром 3,5 м. Имея больший диапазон поворота лопастей, они позволяли переводить двигатели на еще меньшие обороты. Новые пропеллеры также сократили разбег — процентов на десять. Но одновременно упала скорость у земли (на 6 км/ч). Ненадежной оказалась и система регулировки оборотов. В результате основная масса летного состава считала, что на ильюшинской машине при одном неработающем моторе «без вмешательства штурмана через второе управление длительный полет практически невозможен».
Избавиться от этого недостатка можно было внедрением флюгируемых винтов. В мае 1944 г. в ЛИИ опробовали пропеллеры УФ-61 — ИФ завода № 28. На Ил-4 выпуска завода № 23 летал А.Н.Гринчик. Испытания прошли успешно. Нагрузка на педалях стала незначительной. Хотели собрать малую серию самолетов с такими винтами и направить на войсковые испытания. Серию изготовил завод № 126. Головной образец в августе поступил в ЛИИ. После испытаний (вел их Н.С.Рыбко) сделали вывод, что система управления винтами (электрогидравлическая) недостаточно надежна. Стандартно Ил-4 нес один электрогенератор ГС- 1000 на правом моторе. При отказе этого двигателя все управление винтами отключалось, и ни о каком флюгировании не могло быть и речи. Войсковые испытания задержали до устранения основных дефектов. Но с октября 1944 г. некоторые самолеты комплектовались УФ-61- ИФ (при двух генераторах — на обоих моторах).
В 1944 г. выпуск Ил-4 начал сокращаться. Завод № 39 с конца 43-го начал осваивать новый вариант Ер-2 — с дизелями. Они постепенно вытесняли ильюшинские машины из цехов. Всего за год промышленность поставила 706 самолетов, из них 691 — в АДД.
В 45-м Ил-4 почти не менялся. Выпуск их продолжал сокращаться. Теперь их опять строил только завод № 126. За год там собрали всего 485 самолетов. Хотя новые полки на Ил-4 не формировались уже с 43-го, зато продолжались эксперименты с флюгируемыми винтами. В мае 1945 г. в ЛИИ испытывали новый пропеллер АВ-7ФЕ-158А. Летал Н.С.Рыбко. Винты удостоились удовлетворительной оценки, их рекомендовали для государственных и войсковых испытаний. Их ставили на некоторые Ил-4 последних серий.
Уже после того, как кончилась война с Германией, на Ил-4 впервые поставили отопление. В НИИ ВВС в июне 1945 г. испытывали паровую отопительную установку, сконструированную инженером Усачевым в 5-й лаборатории ЛИИ. Вода нагревалась в кожухе пламегасителя и в виде пара шла в радиаторы. Но испытания провалились — через 12 часов работы котел лопнул. Более отоплением на Ил-4 не занимались.
Дальние бомбардировщики успешно закончили войну с Германией. Большая дальность уже была не нужна. Летали с аэродромов Польши на города Германии, опорные пункты отступающих немецких войск, порты и аэродромы. Вновь стали летать днем — ПВО немцев существенно ослабла, господство в воздухе принадлежало советской авиации. В Берлинской операции задействовали около 500 дальних бомбардировщиков.
На 10 мая 1945 г. 18-я воздушная армия (в которую преобразовали АДД 6 декабря 1944 г.) имела 593 Ли-2, 553 Ил-4, 357 В-25, 101 Ер-2, 39 ТБ-3 и 32 Пе-8. Из 73 полков армии на Ил-4 летали 28.
Бомбардировщики Ильюшина повоевали и против Японии. Там на них действовал 19-й БАК. Особенностью этой кампании явилось то, что на Дальнем Востоке сохранилось немало старых ДБ-ЗБ, которые были еще боеспособны. За годы войны эти машины частично прошли модернизацию, в частности на них поставили моторы М-88Б со сдвоенными маслорадиаторами. Когда-то ДБ-3 получил боевое крещение в боях с японцами в Китае. На Дальнем Востоке и закончилась его боевая карьера.
Великая Отечественная закончилась, а производство Ил-4 продолжалось. После войны выпустили еще 160 бомбардировщиков. Последние четыре машины завод № 126 сдал уже в 1946 г. Общий итог выразился в 5906 самолетов семейства ДБ-3/Ил-4.