На улучшенной "восьмерке" отсутствовал специальный бомбардировочный прицел. Бомбометание предполагалось осуществлять, так же как и на самолете Ил-2, с помощью визирных штырей и линий на капоте мотора, и сетки на переднем бронестекле фонаря кабины пилота.

Установленные на штурмовике пушки 115П разрабатывались под новый 23-мм патрон с уменьшенным зарядом и, по сравнению с ВЯ-23, были почти вдвое легче, имели меньшую отдачу при стрельбе. Это обстоятельство позволило спроектировать более простую и легкую крыльевую пушечную установку, значительно упрощавшую эксплуатацию пушек.

Главное же преимущество пушек 115П заключалось в повышении точности стрельбы, так как рассеивание снарядов при стрельбе из них было примерно в 2-3 раза меньше, чем при стрельбе из пушек ВЯ-23. Однако из-за меньшей начальной скорости снаряда пушки 115П его бронепробивные свойства были значительно хуже в сравнении со снарядом к пушке ВЯ-23.

Основные проблемы в ходе испытаний возникли с мотором АМ-42, который недодавал мощность, "коптил от малого газа до номинала включительно", выбрасывал масло из суфлера, "особенно сильно при полете выше границы высотности". Отмечалось непостоянство наддува в полете при номинальной мощности мотора, тряска "за счет быстрого выхода из строя свечей". Запуск мотора на земле требовал повышенного подогрева и т.д. В общем, хлопот хватало.

Из-за сильного выброса масла в полете 26 апреля, мотор АМ-42 (зав. № 45591) был снят с самолета и вместо него установлен новый мотор (зав. № 45760). Перед отправкой в утиль "старый" мотор наработал 22 часа 48 минут в воздухе и 16 часов - на земле. Однако АМ-42 с новым номером работал не лучше прежнего. После двух полетов 3 мая в маслофильтре мотора было обнаружено "большое количество металлической стружки". Мотор был снят. Через два дня на Ил-8 № 1 установили другой мотор АМ-42 (зав. № 45733), с которым самолет 11 мая завершил заводские испытания. В общей сложности было выполнено 68 полетов с налетом 34 ч 9 мин.

Оборонительная установка ВУ-9 с пушкой БТ-20 на Ил-8 №1 АМ-42, Государственные испытания, 1945г.

При полетном весе 7540 кг (1000 кг бомб) самолет показал максимальную скорость 473 км/ч у земли и 516 км/ч на высоте 2720 м. Время подъема на высоту 1000 м составило 2,2 минут. Разбег на форсаже и с отклоненными на 17° щитками равнялся 526 м. С предельно возможной заправкой горючим и маслом (полетный вес 7830 кг) дальность полета на высоте 680 м при скорости по прибору 297 км/ч достигала 1270 км.

Генерал В. К. Коккинаки дал хорошую оценку летным качествам самолета, отметив простоту и легкость управления, а также устойчивость машины по всем направлениям. Виражил и пикировал самолет устойчиво, без рысканий, легко "доворачивал" на цель. Вывод из пикирования никаких особенностей не имел. Посадка была простой, тенденций к сваливанию при высоком выравнивании не наблюдалось. В качестве недостатков указывались отсутствие триммера на элеронах и неравномерный обдув маслорадиатора.

В заключение отчета Ил-8 № 1 рекомендовался "к внедрению в серийное производство в качестве штурмовика-бомбардировщика ".

Официальная передача Ил-8 № 1 в НИИ ВВС состоялась 14 мая, но полеты по программе государственных испытаний начались лишь 27 мая. Всего до 7 июля было выполнено 52 полета с налетом 36 ч 35 мин. Ведущим летчиком-испытателем был подполковник А.К. Долгов, а ведущим инженером — инженер-капитан С.Г. Фролов.

За счет установки на самолет дополнительного съемного оборудования нормальный полетный вес увеличился до 7610 кг. Летные данные несколько снизились. Максимальная скорость не превысила 461 км/ч у земли и 509 км/ч - на высоте 2800 м, а время подъема на высоту 1000 м увеличилось до 2,6 минут. Наибольшая дальность полета на высоте 500 м при скорости по прибору 299 км/ч составила 1140 км.

В материалах отчета отмечалось, что устойчивость и управляемость самолета хорошие, по технике пилотирования самолет оказался простым и в целом был доступен летчикам средней квалификации. Никаких особенностей, затрудняющих эксплуатацию самолета, не наблюдалось.

Пикировал самолет весьма устойчиво вплоть до углов 45°. Отдача пушек практически не сказывалась на самолете, поэтому при любой длине очереди стрельба получалась вполне прицельной.

Однако указывались и существенные недостатки самолета, наличие которых "не позволяет полностью использовать его боевые свойства". В частности, бронирование Ил-8 сочли не отвечающим современным требованиям, так как голова стрелка не была защищена броней от огня сзади. На самолете отсутствовал бомбардировочный прицел, не был предусмотрен аварийный сброс фонаря кабины стрелка, не была установлена световая сигнализация выпуска и уборки шасси (только "солдатики"), плохая вентиляция и жара в кабинах летчика и стрелка, недостаточная эффективность тормозов и т.д.