Прототип серийного самолета, совершивший первый полет 8 августа 1949 г., имел новые двигатели ВК-1 (2 х 2700 кгс), установленные в гондолах с «поджатием» (такая форма соответствовала «правилу площадей», внедренному на американских боевых самолетах лишь несколько лет спустя). Радиоприцел, ранее размещавшийся в хвосте, был перенесен в носовую часть фюзеляжа, ряд изменений был внесен в гидросистему, шасси и другие узлы бомбардировщика. В ходе государственных испытаний была достигнута максимальная скрость 906 км/ч и дальность с 1000 кг бомб 2445 км.

14 октября 1949 г. был утвержден эскизный проект учебно-тренировочного самолета Ил-28У с модернизированной носовой частью фюзеляжа, в которой размещалась кабина инструктора. Первый полет этого самолета состоялся 18 марта 1950 г. Благодаря использованию первого опытного Ил-28У первый строевой бомбардировочный полк удалось переучить на Ил-28 уже к маю 1950 г.

Ил-28 на стоянке

19 апреля 1950 г. состоялся первый полет разведчика Ил-28Р, оснащенного фотооборудованием, расположенным в бомбоотсеке и специальном фотоотсеке в хвостовой части фюзеляжа. Для увеличения дальности полета на этом самолете была модернизирована топливная система (дополнительный топливный бак установили в грузоотсеке, кроме того, на консолях крыла имелось два ПТБ). В связи в увеличением взлетной массы разведчика размер колес основных стоек шасси был увеличен, а вместо воздушной системы уборки была применена более мощная гидравлическая.