Весной 1942 г. конструкторское бюро вернулось в Москву из эвакуации, а его руководитель С.В. Ильюшин был назначен директором и главным конструктором завода №240. Стараясь воплотить в жизнь технические идеи, заложенные еще перед войной в конструкцию бомбардировщика ДБ-4, и принимая во внимание опыт первого года войны, С.В. Ильюшин предложил спроектировать и построить новый самолет, имеющий по сравнению с серийным Ил-4 более высокие летные и боевые характеристики. В процессе проектирования этого дальнего бомбардировщика, получившего обозначение Ил-6, рассматривалось применение нескольких типов двигателей, в том числе М-71 и М-90 конструкции А.Д. Швецова, имевших взлетную мощность по 2000 л.с. А уже в начале 1943 г. на заводе №39 в Иркутске началось строительство опытной машины, прерванное изменением взглядов военных на использование типа двигателей для дальнего бомбардировщика. Их внимание привлек более экономичный дизельный двигатель АЧ-ЗОБ конструкции А.Д. Чаромского с взлетной мощностью 1500 л.с. Его более высокая экономичность позволяла значительно увеличить дальность полета или массу бомбовой нагрузки. В августе 1943 г. Ил-6 с двумя двигателями АЧ-ЗОБ, совершив несколько полетов в Иркутске, продолжил испытания в Москве, которые выявили некоторые трудности управления самолетом на отдельных режимах полета и недостаточную мощность двигателей, к тому же не отличавшихся стабильной работой. Полеты были прерваны для выполнения доводочных работ.

Опытный самолет Ил-4ТК
Ил-6
Надо отметить, что аэродинамика, конструкция и оборудование дальнего бомбардировщика претерпели значительные изменения по сравнению с Ил-4. Улучшились условия работы экипажа, состоящего уже из шести человек. В длительных дальних полетах огромное физическое и психологическое напряжение, испытываемое летчиком, теперь мог разделить с ним сидящий рядом второй пилот. Введение в состав экипажа третьего воздушного стрелка позволяло с большей эффективностью использовать бортовое оборонительное вооружение, включающее в себя пять подвижных пушечных установок. Некоторое увеличение геометрических размеров самолета позволило изменить габариты бомбового отсека, в котором «со всеми удобствами» размещались уже 20 бомб по 100 кг, 8 по 250 кг или 4 по 500 кг при увеличении максимальной внутренней загрузки до 2500 кг. На наружных подвесках бомбардировщик мог нести 2 бомбы по 1000 кг или 2 торпеды. Это почти в два раза превосходило боевые возможности Ил-4. Однако испытания показали недостаточную мощность двигателей, поэтому во время доводочных работ они были заменены на более совершенные форсированные моторы АЧ-30БФ. Одновременно был проведен ряд мероприятий по улучшению устойчивости и управляемости самолета. На возобновившихся в мае 1944 г. испытаниях Ил-6 с бомбовой нагрузкой 1000 кг на крейсерской скорости 340 км/ч преодолел 5450 км, а его максимальная скорость составила 464 км/ч. К этому моменту подобные скорости уже не удовлетворяли военных, и дальнейшие вялотекущие испытания к концу года были окончательно прекращены.
Постоянно возрастающие скорости истребительной авиации и возможности систем противовоздушной обороны заставили Заказчика обратить особое внимание на необходимость создания более скоростных бомбардировщиков, способных выполнять свои задачи в условиях возросшего противодействия противника. Подобные самолеты, имевшиеся у наших союзников, уже успевшие заслужить высокую оценку. Так английский скоростной бомбардировщик фирмы Де Хевилленд «Москито» с успехом выполнял возлагаемые на него надежды не имея на борту оборонительного вооружения. В конструкторских коллективах А.Н. Туполева, В.М. Мясищева и С.В. Ильюшина проектирование подобных машин началось в мае 1944 г. после выхода Постановления Государственного Комитета Обороны о создании скоростных дневных бомбардировщиков. Уже летом эскизный проект двухместного четырехмоторного бомбардировщика Ил-14 был направлен на согласование в ВВС и НКАП. Летчик и штурман один за другим размещались в общей кабине. Четыре двигателя жидкостного охлаждения АМ-43НВ с мощностью по 4260 л.с. конструктора А.А. Микулина, два из которых имели тянущие воздушные винты, а два оставшихся – толкающие, располагались тандемно в двух крыльевых гондолах. Воздушные радиаторы систем смазки и охлаждения двигателей устанавливались в центроплане и продувались воздухом, поступавшим из заборников в его носке. Выбранная схема самолета давала возможность получить более компактную конструкцию и уменьшить ее сопротивление. Вместе с тем, возникала опасность попадания экипажа под винты задних моторов при аварийном покидании самолета.