После окончания работ, связанных с внедрением в серию бомбардировщика Ил-28, Ильюшину было выдано задание на проектирование опытного реактивного бомбардировщика Ил-46 среднего радиуса действия.

В то время при создании бомбардировщика, отвечающего этим требованиям, наряду с обеспечением высокой экономичности турбореактивных двигателей наиболее сложной была задача выбора формы крыла самолета в плане - прямой или стреловидной. Ильюшин принял решение о создании двух опытных самолетов Ил-46 - одного с прямым, а другого со стреловидным крылом. При этом учитывалось, что на самолете с прямым крылом значительно легче достичь большой дальности полета при минимальных геометрических размерах и массе самолета.

Первый опытный самолет Ил-46 строили по схеме двухдвигательного цельнометаллического среднеплана с прямым крылом и стреловидным оперением. Внешне он походил на фронтовой бомбардировщик Ил-28, но был больше его и тяжелее. На самолете Ил-46 применяли двигатели АЛ-5 со взлетной тягой 5000кгс. Для сохранения центровки на самолете обычной трехопорной схемы шасси с передней опорой, эти двигатели пришлось установить в передних частях мотогондол за передней кромкой крыла, а для отвода горячих газов применить выхлопные трубы длиной почти 5м.

Возросшая полетная масса самолета Ил-46 определили применение на нем оригинальной конструктивной схемы двухколесных основных опор самолета. Каждое колесо основных опор крепилось к отдельной амортизационной стойке. При уборке шасси стойки расходились в разные стороны: внешнее колесо и его стойка убирались вперед по полету, а внутреннее колесо и его стойка - назад. При такой схеме шасси увеличение миделя гондол оказалось минимальным.

Экипаж самолета Ил-46 состоял из трех человек: пилота, штурмана-оператора и стрелка-радиста. Оборонительное вооружение состояло из четырех пушек калибра 23мм: двух неподвижных передних пушек и кормовой пушечной установки. Предусматривалось введение в состав оборонительного вооружения радиолокационного стрелкового прицела в дополнение к оптической прицельной станции. Бомбардировочное вооружение самолета обеспечивало внутреннюю подвеску в бомбоотсек бомб различной массы до 6000кг.

Постройка первого опытного самолета Ил-46 была завершена в начале 1952 года. В марте состоялся первый полет самолета под управлением летчика-испытателя Коккинаки. Государственные испытания, проведенные летом 1952 года, подтвердили соответствие летно-технических данных заданным.

Постройка второго опытного самолета Ил-46 со стреловидным крылом была прекращена в 1952 году после запуска в серийное производство самолета бомбардировщика Ту-16.