Еще в ходе постройки опытного бомбардировщика Ил-22 Ильюшин пришел к выводу, что замена четырех двигателей ТР-1 двумя более мощными двигателями Микулина АМ-ТКРД-01 с взлетной тягой по 3300кГс может значительно улучшить характеристики самолета. Новый проект получил обозначение Ил-24, но новые двигатели передали в КБ Алексеева, где их планировали установить на фронтовой бомбардировщик "140" с крылом обратной стреловидности. Попытка установить на проект Ил-24 четырех английских ТРД Rolls-Royce Nene, производство которых было начато в СССР в 1947 году, сделала бы самолет слишком тяжелым.

В то время уже начались испытательные полеты Ил-22. Летчики сообщали, что конфигурация его носовой части себя не оправдывает: переплет фонаря значительно перекрывает переднюю и боковую зоны обзора, искривленные элементы остекления искажают реальную картину, на них возникают интенсивные солнечные блики. Выяснилось также, что принятое расположение верхней башни и ее прицельной станции привело к появлению дополнительных "мертвых" зон обстрела, по которым пушки могли вести огонь, но стрелок цели не наблюдал, так как линия прицеливания перекрывалась агрегатами самолета. Сравнительный анализ различных вариантов показал, что с помощью одной только кормовой пушечной установки в сочетании с соответствующим маневром бомбардировщика можно эффективно отражать атаки современных истребителей со стороны задней полусферы и обеспечить надежную защиту машины.

Это и стало основой для определения основных компоновочных особенностей фронтового бомбардировщика Ил-28. Относительно небольшая продолжительность полета позволила отказаться от второго пилота. При той же, что и на Ил-22 максимальной бомбовой нагрузке 3000кг, Ил-28 создавался под экипаж из трех человек: пилота, штурмана и кормового стрелка-радиста. Работу летчика в крейсерском полете предполагалось облегчить установкой автопилота. Большая скорость полета Ил-28 потребовала принять специальные меры по обеспечению аварийного покидания. Рабочие места летчика и штурмана были оснащены катапультируемыми вверх креслами. Стрелок-радист в аварийной ситуации мог воспользоваться нижним входным люком, откинутая крышка которого защищала его от действия воздушного потока в момент отделения от самолета.

Принятая схема оборонительного вооружения и состав экипажа позволили значительно уменьшить геометрические размеры Ил-28 по сравнению с Ил-22. Соответственно уменьшилась и масса планера, что позволило применить силовую установку из двух ТРД Nene. Большой диаметр центробежного компрессора и сравнительно малый диаметр выхлопного сопла этого ТРД привели к отказу от пилонного размещения двигателей, но позволили разместить в мотогондолах шасси. Прямое крыло с однощелевым закрылком обеспечило хорошие взлетно-посадочные характеристики, необходимые для базирования на малоподготовленных грунтовых аэродромах с ограниченной длиной ВПП. Для обеспечения требуемых характеристик устойчивости и управляемости во всем диапазоне скоростей полета на Ил-28 было решено установить стреловидное хвостовое оперение.

Основным вооружением Ил-28 являлись бомбы общей массой до 3000кг, размещенные в бомбоотсеке. Оборонительное вооружение Ил-28 состояло из четырех пушек НР-23 калибра 23мм. Две из них устанавливались по бортам внизу носовой части фюзеляжа. Защита задней полусферы обеспечивалась кормовой установкой с двумя пушками НР-23.

В июле 1948 года летчик-испытатель Коккинаки выполнил на Ил-28 первый полет. Его оценка самолета была высокой: взлет прост, поведение при наборе высоты нормальное, управлять машиной легко. На малых скоростях тенденции к срывам и сваливанию отсутствовали, Ил-28 можно было считать безопасным в отношении срыва в штопор. Самолет мог продолжать горизонтальный полет и при отказе одного двигателя.

В феврале-апреле 1949 года Ил-28 с РД-45Ф (лицензионным вариантом Nene) прошел госиспытания с положительной оценкой. Однако принятие решения о дальнейшей судьбе самолета было непростым. Мнения военных разделились: одни выступали за принятие на вооружение Ту-14 (Ту-78), обладавшего несколько большей дальностью полета, но значительно более сложного в производстве и эксплуатации; другие отстаивали более простой Ил-28. Сталин детально рассмотрел представленные данные, выслушал мнения военных и решил принять на вооружение Ил-28. Одновременно было принято решение об увеличении скорости полета Ил-28 до 900км/ч за счет установки более мощных двигателей ВК-1. Туполеву предлагалось создать двухдвигательный вариант Ту-14 с кормовой оборонительной установкой и двумя ВК-1, который предполагалось использовать в авиации ВМФ.

Благодаря простоте и высокой технологичности конструкции, производство самолетов быстро набирало темпы. В боевых полках Ил-28 быстро завоевал симпатии наземных и летных экипажей. Люди, привыкшие к по-спартански холодным и шумным кабинам поршневых бомбардировщиков, поражались комфортным условиям на борту новой машины, удобной компоновке и богатству оборудования. Летчики особо отмечали значительно более простую технику пилотирования Ил-28, чем Ту-2, особенно на взлете и посадке, несоизмеримо возросшие скорость и скороподъемность, хорошую маневренность. Надежность самолета и прочность его конструкции стали поистине легендарными. Особую славу заслужили двигатели.

Дивизии бомбардировщиков, способных нести ядерное оружие, развернутые у западных границ, были очень грозным оружием. Ил-28 имели высокие шансы доставить свой груз по назначению. Учебные воздушные бои показали, что справиться с Ил-28 истребителю, оснащенному только пушками, очень сложно. Высокие скорость и маневренность Ил-28, наличие эффективной кормовой оборонительной установки позволяли их экипажам успешно отражать атаки.

Ил-28 были и в перечне наступательного оружия, способного наносить ядерные удары по территории США. Во время Карибского кризиса 42 бомбардировщика с ядерным оружием были размещены на Кубе. С Ил-28 сбрасывались и реальные атомные бомбы на полигонах на Новой Земле.

Летом 1951 года Ил-28 стали поступать на вооружение полков морской авиации. В 1953 году на вооружение была принята реактивная авиационная торпеда РАТ-52 и бомбардировщик доработали для возможности ее применения. В бомбоотсеке Ил-28 размещалась одна торпеда, для ее сброса использовался бомбовый прицел. Сброс торпеды выполнялся с высоты 1500м или выше. После отделения от самолета торпеда падала как обычная авиационная бомба, на высоте 500м раскрывался парашют, который отстреливался при входе торпеды в воду.

На вооружении минно-торпедной авиации сохранялись и парогазовые торпеды 45-36, созданные еще до войны. Их модернизировали для возможности сброса с высоты порядка 100м на скорости до 600км/ч. Доработка Ил-28 велась по двум направлениям: торпедоносец Ил-28Т мог нести торпеду 45-36 в бомболюке, бомбардировщики получили возможности нести торпеды РАТ-52 или 45-36 на наружной подвеске по бортам фюзеляжа. На торпедоносце Ил-28Т увеличили длину бомбоотсека, установили торпедный прицел ПТН-45, на концах крыла разместили дополнительные топливные баки, в фюзеляже разместили спасательную лодку ЛАС-3. Торпедоносец успешно прошел испытания, но серийно не выпускался. В 1956 году было принято решение о перевооружении торпедной авиации на Ту-16.

В начале шестидесятых годов под влиянием господства ракетно-ядерной доктрины в ВВС начали сокращать части фронтовой бомбардировочной авиации, а на всех флотах были полностью расформированы минно-торпедные соединения. Большинство Ил-28 были варварски уничтожены. Тысячи авиаторов были уволены из Вооруженных Сил без всяких социальных гарантий. Но уничтожить тысячи бомбардировщиков оказалось сложнее, чем исковеркать людские судьбы. Многие Ил-28 были переоборудованы в летающие мишени, еще больше законсервированы на открытых стоянках. Достаточно много боевых машин попало в летные училища, где они вместе с Ил-28У прослужили до середины восмидесятых годов. До этого времени продолжали активно эксплуатироваться Ил-28-буксировщики мишеней.

Ил-28 нашли широкое распространение за пределами СССР. Они состояли на вооружении многих стран мира и участвовали в боевых действиях. В пятидесятых годах значительное количество Ил-28 было поставлено Китаю, в том числе и торпедоносцы, вооруженные торпедой РАТ-52. После ухудшения отношений между СССР и КНР на авиазаводе в Харбине был организован ремонт Ил-28, а также изготовление запасных частей для них. С 1964 года компанией Harbin Aircraft Manufacturing Corporation (HAMC) началось освоение серийного производства бомбардировщика, получившего в ВВС Китая обозначение H-5 (Hongzha-5). На самолете устанавливали китайскую версию двигателей советского производства Wopen-5. Первая серийная машина поднялась в воздух в апреле 1967 года. В декабре 1968 года был произведен сброс ядерной бомбы с самолета H-5.

Китай активно экспортировал H-5 в другие страны. На базе фронтового бомбардировщика были созданы учебно-тренировочный самолет HJ-5 и разведывательный самолет HZ-5, оборудованный оптическими камерами для морского патрулирования и установками для сброса осветительных бомб. В начале восмидесятых годов эти самолеты прошли модернизацию - с них демонтировали хвостовую спаренную турельную установку, а заднего стрелка сменил оператор разведывательной аппаратуры.

Одним из вариантов стал самолет радиоэлектронной борьбы HD-5. В хвостовой части установили аппаратуру радиоэлектронной разведки и систему предупреждения Type-80E, в носовой части установили станцию постановки помех. Самолеты находились на вооружении Авиации ВМС до 1997 года.