В январе 1952 года правительство рассмотрело техническое предложение по построению 2-х местного бронированного штурмовика Ил-40, оборудованного 2-мя  двигателями АМ-5Ф, с мощным ракетным, артиллерийским и бомбовым вооружением, и 1 февраля 1952 года было принято Постановление Совета Министров СССР, согласно которому началось проектирование и изготовление опытного самолета Ил-40.

Схема Ил-40

Согласно схеме Ил-40 это 2-двигательный низкоплан с оперением и стреловидным крылом. Шасси было 3-стоечным, с носовым оперением и убирающимся. Экипаж включал два человека – летчика и стрелка-радиста. В самолете бронекорпус являлся основной силовой частью конструкции,  поскольку воспринимал нагрузку от двигателей, крыльев, хвостовой и носовой частей фюзеляжа. В бронекорпусе располагались негерметизированные кабины экипажа, часть агрегатов радио- и электрооборудования, 6 фюзеляжных топливных баков с общей емкостью 4285 л. Бронекорпус изготавливался из стальных листов толщиной от 3 до 8 мм.

В передней части кабины устанавливалось 124-мм лобовое стекло в фонаре, в неподвижном козырьке  и 10-мм бронестенка для защиты  пилота от огня. У козырька боковые стекла имели толщину  68 мм. Пилота от огня  сзади и сверху  защищал 8-мм бронелист на сдвижной части фонаря и   16-мм бронезаголовник сиденья.  Также и в кабине стрелка устанавливалась сильная бронезащита из стальных листов толщиной 4-10 мм. Кабины экипажа оснащались катапультируемыми сиденьями: летчик мог катапультироваться под углом 16 градусов вверх – назад, а стрелок – под углом 9 градусов вверх – вперед.  Фонари кабин обладали 2-мя  независимыми системами аварийного открывания – электрической, действующей от нажатия кнопки на борту кабины  и воздушной,   работающей от шторки катапультируемого сиденья.

По бортам бронекорпуса очень близко к продольной оси самолета, между лонжеронами центроплана устанавливались моторы  АМ-5Ф с форсажными камерами. Каждый двигатель обладал взлетной тягой без форсажа – 2150 кгс, и при форсаже она составляла 2700 кгс. Благодаря такому расположению двигателей было легче управлять самолетом, если один из них выходил из строя. Воздухозаборные каналы пролегали через передний лонжерон центроплана, а воздухозаборники немного выступали за переднюю кромку крыла. Выхлопные трубы двигателей проходили через задний лонжерон. Передний и задний лонжероны центроплана в этих местах были кольцеобразной формы.

Двигатели снизу и с внешней стороны были защищены броней толщиной 4 мм. На самолете прозрачная и металлическая брони с креплениями весили всего 1918 кг. В бронекорпусе носовая часть фюзеляжа прикреплялась к передней бронестенке, в которой устанавливались 6 пушек НР-23 калибра 23 мм, часть оборудования и передняя стойка шасси в убранном положении. В бронекорпусе к задней бронестенке крепилась хвостовая часть фюзеляжа, которая несла вертикальное оперение, на ее половине размещалось неподвижное горизонтальное оперение. Также здесь устанавливались агрегаты специального оборудования истребителя.