Первоначально была предпринята попытка создать двухпушечную установку с пушками НС-23 на основе одноствольной установки Ил-22, однако такая система имела недостаточную маневренность, и было решено разработать принципиально новую конструкцию. Оружейникам ОКБ удалось в сравнительно короткий срок создать уникальную для своего времени установку, Ил-Кб имеющую боезапас 225 снарядов на ствол и способную наводиться на ±70° по горизонтали, 60° вверх и 40° вниз (для сравнения установка американского бомбардировщика Боинг В-29 имела горизонтальные и вертикальные углы наведения ±30°). Электрогидравлический привод обеспечивал наведение оружия в нормальном режиме со скоростью 15-17°/с, а в форсированном режиме – 36°/с. Мощность привода обеспечивала его нормальную работу на скорости до 1000 км/ч.

Схема самолета Ил-28

Для Ил-28 разрабатывался комплекс радионавигационного и связного оборудования. Бомбардировщик предполагалось оснастить радиовысотомером, системой слепой посадки и панорамным радиолокатором, обеспечивающим самолетовождение, поиск и прицеливание по наземным целям.

Эскизный проект самолета был утвержден С.В. Ильюшиным 12 января 1948 г. Несмотря на то что задание на фронтовой бомбардировщик в то время уже имело ОКБ А.Н. Туполева, было принято решение продолжать разработку Ил-28 в инициативном порядке (лишь в июне 1948 г. создание этого бомбардировщика было узаконено).

8 июля 1948 г. первый опытный Ил-28, пилотируемый летчиком-испытателем В.К. Коккинаки, впервые поднялся в воздух.

30 декабря 1948 г. начались испытания бомбардировщика с более мощным двигателем РД- 45Ф. После успешного завершения заводских испытаний эта машина была передана на государственные испытания, начавшиеся в феврале 1949 г. В мае их результаты были доложены И.В. Сталину одновременно с результатами госиспытаний «конкурента» – фронтового бомбардировщика Ту-14. После детального рассмотрения достоинств и недостатков этих самолетов предпочтение было отдано машине С.В. Ильюшина (Ту-14 также решено было строить серийно, но в варианте торпедоносца).