Весной 1945 года, во время постройки первого опытного самолета Ил-12, Ильюшин приступил к проектированию многоместного дальнего пассажирского самолета Ил-18, на который предполагалось установить четыре мощных авиационных дизеля АЧ-72 Чаромского. Предполагалось, что относительно небольшое число самолетов Ил-18 будет совершать беспосадочные полеты по наиболее протяженным внутренним и зарубежным воздушным линиям, а Ил-12 должен был обслуживать авиалинии средней и малой протяженности.

По своему внешнему виду и многим конструктивным решениям новая машина напоминала первый вариант проекта высотного четырехдвигательного самолета Ил-12, но имела по сравнению с ним значительно большие геометрические размеры и массу. На Ил-18 установили крыло с необычно большим удлинением и довольно большой нагрузкой на крыло. Взлетно-посадочная механизация крыла, состоявшая из щелевых закрылков Фаулера, и параметры колес шасси позволяли эксплуатировать самолет с бетонированных и грунтовых полос длиной менее 1000м.

Экипаж и пассажиры самолета Ил-18 размещались в герметическом фюзеляже, оборудованном вентиляционной системой с отбором воздуха для наддува кабины от турбокомпрессоров двигателей. Диаметр фюзеляжа 3.5м позволил оборудовать багажно-грузовые помещения под полом пассажирской кабины. Применение носовой части фюзеляжа сферической формы, наиболее выгодной для восприятия нагрузок от избыточного давления в герметичной кабине, определили характерный его внешний вид. В герметичной части фюзеляжа самолета Ил-18 размещались кабины пилотов, радиста и бортмеханика, пассажирская кабина, туалеты, гардеробы, буфет, а также два багажно-грузовых отсека. В основном варианте компоновки в пассажирской кабине самолета была предусмотрена установка 66 пассажирских кресел первого класса.

Кроме основного варианта на 60-65 мест были разработаны салон повышенной комфортабельности на 40 мест и ночной вариант самолета на 28 спальных мест. Предусматривался и транспортно-десантный вариант самолета. Для погрузки тяжелых грузов в этот самолет, грузовые люки в полу кабины выполнялись в виде подъемных платформ, опускаемых до земли.

Оборудование, устанавливавшееся на самолете Ил-18, позволяло эксплуатировать его днем и ночью в сложных метеоусловиях. Безопасность полетов в сложных метеорологических условиях обеспечивалась комплексом радионавигационных средств и электротепловой противообледенительной системой.

Летом 1945 года, после первых полетов опытного самолета Ил-12 с дизельными двигателями, было принято решение о замене на самолете Ил-18 дизелей АЧ-72 бензиновыми двигателями воздушного охлаждения АШ-73ТК. Доводка турбокомпрессоров затянулась и Ильюшин распорядился начать летные испытания самолета Ил-18 без турбокомпрессоров, с двигателями, имевшими высотность всего лишь 2000м. В августе 1946 года экипаж во главе с ведущим летчиком-испытателем Коккинаки совершил на этом самолете первый полет. Его летная оценка самолета была высокой. Взлет и посадка была простой, в полете самолет был устойчив и не имел особенностей. Высоко оценили испытатели и комфорт пассажирской кабины самолета.

Осенью 1946 года темпы проведения заводских летных испытаний Ил-18 замедлились. Причиной тому было отсутствие высотных двигателей АШ-73ТК с турбокомпрессорами. Самолет Ил-18 участвовал в различных испытательных программах, например, он использовался как буксировщик тяжелого транспортно-десантного планера Ил-32. Эпизодические полеты самолета продолжались до начала пятидесятых годов.

Опыт создания, постройки и испытаний самолета Ил-18 с поршневыми двигателями спустя почти десять лет оказал значительное влияние на проектирование турбовинтового самолета Ил-18, который хотя и сохранил название своего предшественника, но по существу являлся совершенно новым, выполненным на значительно более высоком техническом уровне пассажирским самолетом.