Принятый в 1937 году на вооружение перспективный дальний бомбардировщик ДБ-З к началу сороковых годов требовал модернизации. Конструкторский коллектив С.В.Ильюшина, продолжая добиваться повышения летно-технических качеств самолета, последовательно создал ряд улучшенных вариантов машины - ДБ-3м и ДБ-3ф. По размерам, контурам крыла, оперения и всей хвостовой части фюзеляжа этот вариант совпадал с ДБ-З, но кабина штурмана стала "остроносой", с большими -поверхностями остекления. Взамен прежней поворотной установки с пулеметом ШКАС в ней установили крупнокалиберный пулемет. Кроме того, добавили новую огневую точку под хвостом фюзеляжа. Серьезные изменения были внесены в конструкцию самолета: все трубы в лонжеронах крыла заменили профилями - таврами и угольниками; закрытые профили нервюр и шпангоутов - угольниками и отбортовками листов, устранили внутреннюю клепку в трубах. Нововведения позволили упростить технологию в соответствии с плазово-шаблонным более производительным методом производства.

Благодаря этому заводы сравнительно быстро освоили производство нового варианта машины и в течение 1940-1944 гг. построили более 5 тыс. самолетов ДБ-Зф, получивших в марте 1942 г. название Ил-4. Двигатели ставились М-88Б, пробовались М-82, М-89, М-90 (в серии не строились). В годы Великой Отечественной войны Ил-4 был основным бомбардировщиком Дальней авиации и авиации Военно-Морского Флота. На этих самолетах морские летчики 7 августа 1941 года. нанесли первый бомбовый удар по столице фашистской Германии. Скорость серийных Ил-4 с двумя двигателями М-88Б взлетной мощностью в 1100 л. с. достигала 344 км/час у земли и 445 км/час на высоте 6 тыс. м., потолок - до 9400 м. Дальность полета в зависимости от боевой нагрузки (нормальная -1 т, максимальная до 3 т) соответственно менялась. При крейсерской скорости в 340 км/час с боевой нагрузкой в 1 т она достигала 3600 км, с 500 кг бомб до 4000 км. Максимальный взлетный вес самолета - около 10 т, вес пустого - 5500 кг.