В шестидесятых годах у "Аэрофлота" назрела острая необходимость в новом дальнемагистральном реактивном пассажирском самолете. По своим техническим и экономическим показателям он должен был быть на уровне современных зарубежных лайнеров этого класса. Такой машиной и стал Ил-62, первый реактивный гражданский самолет в ОКБ Ильюшина. Собственно, Ил-62, построенный в 1963-м, стал последним самолетом для Сергея Владимировича. В конце шестидесятых годов Ильюшин по состоянию своего здоровья ушел на пенсию и передал проектные работы в ОКБ своему преемнику Генриху Васильевичу Новожилову.

В компоновке крыла и всего самолета Ил-62 удалось удачно сочетать высокие летно-технические характеристики, определяющие уровень безопасности. Это достигнуто специальной аэродинамической компоновкой крыла и тщательно отработанной системой его взаимодействия с оперением и мотогондолами, а также рядом конструктивных решений, позволивших применить на самолете прямое ручное управление. Кормовая установка двигателей заведомо связана с определенными весовыми издержками. Но при проектировании Ил-62 удалось создать конструкцию по весовой эффективности почти не уступающей силовой установке зарубежных самолетов.

В компоновке самолета с двигателями в хвостовой части фюзеляжа важно было расположение основных опор. От правильного их размещения во многом зависели взлетно-посадочные характеристики и весовая эффективность. Масса двигателей, расположенных в задней части фюзеляжа, сдвигает центр масс пустого самолета назад. Но по мере загрузки багажом и пассажирами, центр масс перемещается вперед. Если разместить основные опоры Ил-62 по обычной схеме (центр масс пустого самолета находится впереди их), это приведет к чрезмерному выносу опор самолета назад относительно центра масс загруженного самолета. А это при взлете и, особенно, при передней центровке потребует от горизонтального оперения значительного кабрирующего момента для отрыва машины от земли. У многих подобных иностранных летательных аппаратов эта проблема решалась увеличением площади горизонтального оперения и руля высоты, что приводит к значительному увеличению веса конструкции. На Ил-62 поступили иначе: основные опоры расположили впереди центра масс пустого самолета, а для стоянки и руления пустого самолета по аэродрому устроена специальная хвостовая опора, убирающаяся после окончания загрузки.

Схема самолета с расположением двигателей на кормовой части фюзеляжа имеет ряд существенных преимуществ, по сравнению с размещением их на пилонах под крылом. Такое расположение позволило иметь "чистое крыло" с высоким аэродинамическим качеством, а также более свободное устройство эффективной механизации крыла. Для улучшения характеристик стреловидного крыла, на передней кромке был сделан наплыв. Это, совокупно со специальным подбором профилей и геометрической круткой, дало возможность добиться хороших характеристик поперечного момента по всему диапазону углов атаки, включая закритические.

Двигатели близко расположены друг к другу и отказ любого из них не скажется на нагрузках по управлению самолетом. Пилон, имеющий значительную площадь, разгружает стабилизатор, который, как и киль, можно сделать меньшим по размерам. В связи с задним расположением двигателей в кабинах уменьшился уровень шума. Двигатели удалены от топливных баков и возможность возникновения пожара на борту намного уменьшена. Но отсутствие двигателей на крыле уменьшает разгрузку двигателей в полете, что потребовало некоторого увеличения веса крыла. Смещение назад центра масс несколько усложняет компоновку самолета. Значительно удлиняется носовая часть машины, магистрали топливопроводов и управления двигателями. На Ил-62 впервые в нашей стране применили систему реверсирования тяги двигателей (установлена только на внешних двигателях).

Система типа САУ, установленная на Ил-62, стала первой отечественной резервированной системой, обладающей повышенной надежностью и безопасностью, необходимой для эксплуатации в условиях посадочных минимумов II и III категорий.

Первый Ил-62 с двигателями АЛ-7 поднялся в воздух в январе 1963 года. Серийные машины оснащались двигателями НК8-4 тягой по 99кН. Экипаж состоял из пяти человек, салон вмещал 186 пассажиров, кресла установлены по схеме 3+3. В сентябре 1967 года после завершения государственных испытаний открылись пассажирские перевозки нового дальнемагистрального лайнера на трассах "Аэрофлота". Регулярную эксплуатацию нового типа самолета одновременно начали на внутренних и международных линиях. Ил-62 вполне отвечал всем нормам международных полетов.

Работа по программе модернизации Ил-62 с целью улучшения летно-технических и экономических характеристик машины началась в 1969 году. На самолете Ил-62М двигатели НК8-4 заменили на более современные и экономичные Д-30КУ. Усовершенствовали гондолы двигателей, сделав их более совершенной аэродинамической формы. А в киле установили дополнительный топливный бак емкостью на 5000л керосина, что значительно увеличило дальность полета.

Вместе с этим повышена эффективность поперечного управления самолетом при совместном использовании интерцепторов и элеронов, увеличены углы отклонения стабилизатора, установлены более эффективные двухщелевые закрылки, введено новое устройство реверсивной тяги двигателей. У Ил-62М улучшены также летно-эксплуатационные характеристики: установили штурвалы для пилотов новой конструкции и удачно расположили приборы на приборной доске летчиков. Усилены элементы конструкции, связанные с увеличением полетной массы самолета. Пассажирский салон переконфигурировали под размещение 174 пассажиров. Ил-62М успешно выдержал все государственные и эксплуатационные испытания. Пассажирские перевозки на нем начаты в январе 1974 года.

На варианте Ил-62МК усилили конструкцию под увеличение взлетной массы. В салоне удалось разместить до 195 пассажиров, проход между креслами расширили, установили верхние полки для багажа. Выпуск авиалайнера Ил-62 продолжался до 1993 года, всего построено 292 самолета, включая пять прототипов.