Кроме боевых, завод № 1 освоил производство учебных УИл-10. До конца 1945 года заказчику сдали 1169 самолетов, из них 186 спарок.
Учебный самолет отличался от боевого прежде всего задней кабиной инструктора вместо воздушного стрелка. Вооружение состояло из двух пушек ВЯ, впоследствии замененных НС-23, и двух узлов подвески реактивных снарядов.
В октябре 1945 года в НИИ ВВС завершились контрольные испытания штурмовика № 1899710 завода № 18 с мотором АМ-42 и винтом АВ-5Л-24. На этой машине вновь вернулись к пулемету УБК в кабине стрелка-радиста. Для увеличения максимальной скорости изменили регулировку карбюраторов мотора на более бедную смесь (по цвету пламени на выхлопе), улучшили герметизацию как самолета, так и отверстий в бронекорпусе. Многие дефекты удалось устранить, но не все. В частности, обеднение смеси, поступавшей в мотор, привело к увеличению расхода горючего с 721–745 литров в час (по техническим условиям) до 775 литров.
На этот раз специалисты НИИ ВВС посчитали, что штурмовик испытания выдержал, порекомендовав министру Шахурину запретить директору завода № 18 производить регулировку карбюраторов двигателей по своему усмотрению.
Не лучше обстояло дело с выпуском Ил-10 и на заводе № 1. В начале июня не выдержал контрольные испытания самолет № 105142 с мотором АМ-42 и воздушным винтом АМ-5Л-24. От опытной машины, испытанной в НИИ ВВС, он отличался измененными толщинами бронекорпуса, жестким сиденьем стрелка, вентиляцией кабин, лучшей отделкой крыла. На руле поворота появился триммер, а на верхнем бензобаке — противопожарная изоляция. За нагнетателем двигателя установили противопожарную дроссельную заслонку и ввели механизм, объединивший управление шагом винта и газом. Для крыльевых пулеметов ШКАС сделали гильзоотводы, а у стрелка смонтировали установку ВУ-8 с пулеметом УБК. Для полетов ночью ввели ультрафиолетовое освещение приборов, кнопку управления радиопередатчиком перенесли на сектор газа.
Вооружение самолета № 105142 включало два орудия ВЯ калибра 23 мм с боезапасом 300 патронов, двух ШКАСов и одного УБК с боекомплектом 1500 и 150 патронов соответственно. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 400 кг (в перегрузку — 600 кг) бомб и десять гранат АГ-2.
Изменения существенные, но все портила плохая работа маслорадиаторной установки, отсутствовал противопыльный фильтр на входе воздуха в мотор, при загрузке бомбоотсека мелкими боеприпасами провисали его створки, тормоза на колесах никуда не годились, в хвостовом коке фюзеляжа отсутствовали дренажные отверстия, что приводило к скапливанию там влаги, с трудом запускался мотор. Летные данные по сравнению с опытным штурмовиком оказались заниженными. Были и другие дефекты, подмочившие репутацию самолета, который вернули на завод для доработок.
Для улучшения летных данных Ил-10 завод № 150 изготовил новый винт АВ-5Л-22Б диаметром 3,6 м, и в том же месяце его установили на самолет № 105142. Этот винт отличался от предшественника уменьшенной на 0,5 % относительной толщиной концевых сечений лопастей. Однако, вопреки ожиданиям, летные данные штурмовика практически не изменились. Но на заводе № 1 не падали духом и пытались по мере сил и возможностей улучшить машину.
В июле 1945 года на контрольные испытания в НИИ ВВС поступил Ил-10 № 106037. От предшественника (№ 105142) он отличался наличием привязных ремней стрелка-радиста, усиленными отъемными частями крыла и обшивкой в куполах уборки шасси. Под крылом появились узлы подвески реактивного оружия, сделали дренажные отверстия в хвостовом коке и установили противопыльный фильтр на входе воздуха в мотор, усилили шасси. Радиоприемник РСИ-4А сменил РСИУ-6МУ, а переговорное устройство СПУ-2ММ — СПУ-2М. Были и другие изменения, но и на этот раз самолет испытания не выдержал.
По-прежнему отмечалась ненормальная работа системы охлаждения масла, оставляла желать лучшего система сброса бомб с наружной подвески, тормоза на колеса были не эффективны и многое другое. В целом дефекты, выявленные на контрольных испытаниях машины № 105142, в значительной своей массе сохранились, и, по сути, бракованные самолеты продолжали поступать в строевые части.
В начале октября 1945 года завершились контрольные испытания еще одной машины завода № 1 — № 106036. По сравнению с самолетом № 106037 на нем колеса заменили опытными размером 800x260 мм с колодочными тормозами. Установили, в частности, агрегат объединенного управления винтом и газом ВГЦИАМ-1744, систему нейтрального газа НГ 1-й зоны от выхлопа мотора, радиоопознаватель СЧ-3, электрогенератор ГС-15-500 вместо ГС-10-350, увеличена была длина пояса наружной подвески бомб ФАБ-100. Но контрольные испытания самолет так и не выдержал, новинки оказались «сырыми», а летные данные — по-прежнему заниженными. А в двери стучался 1946 год.
Первые 45 серийных «илов» предназначались для войсковых испытаний в 108-м гвардейском шап подполковника О.В. Топилина. Полк освоил машину в 1-й запасной авиабригаде и в марте 1945 года перебазировал в Германию на полевой аэродром Шпроттау. Прежде чем вступить в бой, экипажи «поработали» на полигоне по наземным мишеням. Боевые возможности нового штурмовика оказались намного шире, чем у его предшественника. Подтверждением этому стал учебный воздушный бой между Ил-10, пилотируемым капитаном А.Сироткиным, и истребителем Ла-5ФН, в кабине которого находился дважды Герой Советского Союза капитан В. Попков.
«Бой» прошел на равных. Неоднократно пленки фотопулеметов фиксировали победы как штурмовика, так и истребителя. Показательный полет позволил сделать главный вывод. Если в кабине штурмовика находится опытный инициативный летчик, то он имеет немало шансов одержать победу в поединке с истребителем.
Как следует из письма Ильюшина Маленкову и Шахурину от 13 марта 1945 года, «на 1 марта эксплуатационный опыт по самолету Ил-10 с АМ-42 на заводе № 1, на заводе № 18, в 1 КЗШАБ (Краснознаменной штурмовой авиабригаде. — Прим, авт.), в маршевых штурмовых полках 108 и 571 показал, что можно переходить к постройке на заводах № 1 и № 18 одного типа самолета Ил-10.
Эксплуатационный опыт показал, что <…> Ил-10 <…> является вполне современным <…> штурмовиком и по своим летно-техническим данным превосходит Ил-2…
За это время как в самолете, так и моторе никаких серьезных дефектов не обнаружено…».
С первых дней наступления на Берлин боевую работу начали штурмовики 108-го гвардейского шап. Ил-10 наносили удары по скоплению танков, бронемашин и солдат противника. Свыше недели почти круглые сутки штурмовики «обрабатывали» вражеские позиции и все возвращались домой. Складывалось впечатление о неуязвимости машины, но 30 апреля полк понес первую потерю. При возвращении на базу в самолет летчика Городецкого попал крупнокалиберный снаряд…
В отчете по результатам войсковых испытаний отмечалось:
«Наличие большого диапазона скоростей и лучшая маневренность облегчают задачу истребителей сопровождения и позволяют самолету вступать в воздушный бой с противником.
Полное бронирование кабины повышает живучесть самолета…
Простота в технике пилотирования и сравнительно легкий переход к эксплуатации как летным, так и техническим составом дают возможность перевооружить строевые части на этот самолет в кратчайшие сроки…».
Массовые случаи выполнения фигур высшего пилотажа на Ил-10 обеспокоили Ильюшина, и 15 июня он вынужден был сообщить Шахурину:
«Ил-10 вследствие легкого управления и высокой маневренности в частях ВВС КА эксплуатируется с выполнением всех фигур высшего пилотажа.
Считаю необходимым доложить Вам, что самолет Ил-10 является штурмовиком, с запасом прочности 8,28 <…> и потому он должен эксплуатироваться в частях ВВС КА как штурмовик в соответствии с существующей инструкцией по боевому применению штурмовика Ил-2, о чем и прошу дать указания авиационным частям.
Если опыт войны требует изменения инструкции по боевому применению штурмовиков Ил и если это изменение инструкции требует изменений в самолете, то прошу Вас сообщить об этом, чтобы я мог принять соответствующие конструктивные решения по самолету Ил-10».
В мае на Ил-10 перевооружилась 6-я гвардейская шад, в состав которой входил 108-й полк.
С конца апреля в Прибалтике на Ил-10 воевал 118-й гвардейский шап (командир — В. Верещинский), первым начавший вылетать без сопровождения истребителями. За день до капитуляции Германии экипаж командира эскадрильи П. Однобокова сбил сразу два истребителя Ме-109. Вовремя увидев пикировавшего сзади на штурмовик «мессера», летчик уменьшил скорость, сбросив обороты двигателя. Ведущий немецкой пары проскочил вперед, попав под огонь крыльевых пушек, а его ведомый был уничтожен стрелком Аверковым.
До конца Великой Отечественной войны на Ил-10 перевооружилось 12 авиаполков, в том числе и морской авиации. 26-му и 37-му шап Тихоокеанского флота довелось участвовать в войне с Японией. Основными целями морских летчиков были портовые сооружения и корабли противника. Первый удар нанесли 9 августа по порту Расин (Корея). В тот день командир 26-го шап майор А. Николаев потопил два транспорта. На следующий день капитан И. Воронин из 37-го шап топмачтовым способом, сбросив две ФАБ-250, потопил японский эсминец. Были и другие победы, но их в равной степени поделили штурмовики, бомбардировщики и катерники. Через пять дней порт Расин занял советский морской десант, в чем немалая заслуга и экипажей штурмовиков. За этот подвиг Указом Верховного Совета СССР 14 сентября А. Николаеву и И. Воронину присвоили звание Героя Советского Союза.
Но были полки, как, например, 7-й гвардейский шап, воевавший на штурмовиках с первых дней войны, которые на Ил-10 так и не сделали ни одного боевого вылета.
После окончания войны продолжилось совершенствование штурмовика. Так, в августе 1945 года прошла государственные испытания подвижная установка ВУ-9 с пушкой Б-20Т-Э, предназначавшаяся для замены серийной установки ВУ-8. Специалисты НИИ ВВС рекомендовали ее для серийного производства, считая, что она обеспечивала более надежную защиту задней полусферы Ил-10, поскольку возросли углы обстрела в горизонтальной плоскости и улучшился обзор из кабины стрелка.