Еще при начальном проектировании пассажирского самолёта Ту-104 в постановлении правительства один из пунктов предусматривал переоборудование одного из серийных самолётов в военно-транспортный самолёт для перевозки грузов или 70 бойцов-десантников. В июле 1955 г. ВВС выдали тактико-технические требования на военно-транспортный самолёт на базе серийного Ту-104. Согласно заданию самолёт должен был перевозить воинские грузы массой до 10 тонн, максимальная нагрузка составляла 15 тонн. Коллектив КБ в короткий срок прорабатывает проект, получивший обозначение «107», или официальное — Ту-107. Готовая конструкторская документация направляется в филиал КБ при заводе №166 в Омске.

В середине 1948 г., когда еще только завершалась постройка опытного самолёта Ил-28, конструкторский коллектив С.В.Ильюшина приступил к проектированию нового реактивного бомбардировщика, который с нормальным бомбовым грузом 2000 кг должен был иметь дальность полёта 3500 км и максимальную скорость не менее 1000 км/ч. На новом самолёте, получившем обозначение Ил-30, предполагалось установить два турбореактивных двигателя ТР-3 с взлетной тягой по 4600 даН, которые имели осевой компрессор и кольцевую камеру сгорания. Двигатели ТР-3 разрабатывались в ОКБ, руководимом А.М.Люлька, с учетом опыта, полученного при лётных испытаниях двигателей ТР-1 на экспериментальном бомбардировщике Ил-22.

Разработку проекта дальнего сверхзвукового истребителя-перехватчика Ла-250 («250») с первыми в СССР ракетами класса «воздух-воздух» и системой наведения начали в 1953 г. в ОКБ-301 С.А.Лавочкина. Причиной этого проекта стало постановление Совмина в ноябре того же года, ставшее основанием для развертывания работ по перехватчику. Предстояло создать не только самолёт, не имеющий аналогов, но и управляемые ракеты. Самолёт создавался под двигатели ВК-9 и предназначался для поражения управляемыми ракетами целей, летевших на высотах до 20 км со скоростью 1250 км/ч. Перехватчик должен был выходить в район атаки по информации наземной станции наведения «Воздух-1» и бортовой аппаратуры «Лазурь».

На ММЗ "Опыт" начало работ по стратегическому межконтинентальному самолёту (CMC), который на предварительном этапе работ обозначался по-разному — и как самолёт «К», и как изделие «60», и как самолёт «160» (или Ту-160) — можно отнести ко второй половине 1969 года, когда в конструкторском бюро, в рамках Постановления Совета Министров СССР №1098-378 от 28 ноября 1967 года и выработанных ВВС тактико-технических требований к самолёту, начали рассматривать возможные варианты решения проблемы. Работы по новой теме сосредоточились в отделении "К" под общим руководством А.А.Туполева.

После всесторонних испытаний штурмовика Ил-40, показавших, кстати, неплохие результаты, С.В.Ильюшин вновь возвращается к нему. Его по-прежнему волновали случаи выключения двигателей самолёта при стрельбе из передних пушек, и это заставило искать новые решения. С.В.Ильюшин предложил применить принципиально иное взаимное расположение воздухозаборников двигателей и пушек, при котором полностью устранялось влияние стрельбы на работу силовой установки. В порядке инициативы начали постройку второго опытного самолёта Ил-40П.

Опыт воздушных боев в Корее потребовал создания штурмового самолёта с более высокими лётно-техническими данными. Проектные исследования, проведенные в 1950-1951 гг. по инициативе С.В.Ильюшина, показали, что такой самолёт можно построить на базе относительно небольших, экономичных, лёгких и достаточно мощных двигателей. В конце 1951 г. было разработано техническое предложение по созданию двухместного бронированного штурмовика. Это предложение, направленное в правительство в январе 1952 г., очень быстро рассмотрели, и уже 1 февраля вышло постановление правительства о проектировании и изготовлении опытного самолёта Ил-40.