В 1936 году в ОКБ С.В. Ильюшина, который одновременно также являлся и начальником 1-го Главного управления Наркомата оборонной промышленности СССР, под руководством А.А. Сенькова был разработан проект скоростного дальнего бомбардировщика ДБ-3. Самолетный парк советской дальней бомбардировочной авиации к началу Великой Отечественной войны насчитывал 2147 машин, среди них значительную часть составляли двухмоторные цельнометаллические бомбардировщики ДБ-3 и ДБ-3Ф. В марте 1942 года ДБ-3Ф был переименован в Ил-4. В годы Великой Отечественной войны этот самолет, ставший основным дальним бомбардировщиком советских ВВС, непрерывно совершенствовался. Уже с началом войны конструкторский коллектив во главе с С.В. Ильюшиным предпринял работы для наращивания выпуска ДБ-3Ф и упрощения технологии его производства. Ввиду острого дефицита дюралюминия с осени 1941 года для изготовления кабины штурмана, пола кабины пилота, хвостового обтекателя, консолей крыла и носовой части фюзеляжа вместо металла стали использовать дерево и фанеру, что привело к некоторому уменьшению максимальной скорости. Уже первые бои выявили необходимость введения второго воздушного стрелка для обслуживания нижней люковой пулеметной установки, и экипаж корабля вырос до четырех человек, также усиливалось оборонительное вооружение. Бомбовая нагрузка нормальная (на внутренней подвеске) у ИЛ-4 составляла 1000 кг, предельная — 2700 кг. При крейсерской скорости 250 км/ч его дальность полета с бомбовой нагрузкой 1000 кг на внутренней подвеске увеличилась до 4265 км.
Наряду с основным назначением, в годы войны бомбардировщик Ил-4 применялся еще и как буксировщик планеров А-7 и Г-11, а также использовался для заброски десанта (до 7 человек) в тыл противника. Ил-4 в вариантах бомбардировщика, торпедоносца (Ил-4Т) и разведчика выпускался на протяжении всей войны. Являясь основной ударной силой советской авиации дальнего действия, этот самолет внес большой вклад в дело разгрома врага. На Ил-4 успешно сражались дважды Герои Советского Союза В.С. Ефремов, С.И. Кретов, А.И. Молодчий, В.И. Осипов. В августе 1945 года самолёты Ил-4 бомбили части Квантунской армии, японские корабли в портах и базах в Северной Корее. Всего в 1940 — 1946 годах заводами № 18 (г. Воронеж); № 23 (г. Москва); № 39 им В.Р. Менжинского (г. Москва), производство которого в 1941 году было эвакуировано в Иркутск; № 126 (г. Комсомольск-на-Амуре) было построено 6877 самолетов ДБ-3Ф (Ил-4) в нескольких модификациях.
В Центральном музее Великой Отечественной войны экспонируется бомбардировщик Ил-4 (заводской № 17404, изготовленный на заводе № 126 в первой половине 1945 года) из состава 10-го бомбардировочного авиационного полка 9-ой Воздушной Армии приморской группы войск, совершивший во время советско-японской войны 1945 года вынужденную посадку из-за повреждения двигателя в районе села Муравейка Анучинского района Приморского края. Фрагменты самолета были обнаружены группой военно-спортивного клуба «Поиск» под руководством Н.В. Акимчука. После реставрационно-восстановительных работ, проведенных ООО «Авиационно-реставрационная группа» под руководством О.Ю. Лейко, бомбардировщик Ил-4 18 августа 2004 года был торжественно передан в музей.