Пилотировал его летчик В.К. Коккинаки. Впоследствии самолет переименован в Ил-4.
Является дальнейшим развитием ДБ-3. В мае 1939 года, после модернизации оригинального самолёта, начались летные испытания его модификации, получившей обозначение «ДБ-3Ф». Он внешне отличался от своего предшественника улучшенной аэродинамикой, в том числе, более плавными обводами удлиненной носовой части фюзеляжа, которая получила лучшее остекление для удобства работы штурмана. Конструкция планера самолета, радикально измененная в соответствии с использованием новой технологии производства, стала более технологичной при массовом изготовлении и относительно простой.
Наиболее известным достижением этих самолётов были бомбардировки Берлина в начале войны. За годы производства было построено 6883 машины разных модификаций, абсолютное большинство из которых было потеряно в боевых вылетах или разбито в авариях и катастрофах. Последние 4 самолёта Ил-4 были построены на заводе № 126 в 1946 году, а с 1947 года оставшиеся в строю самолёты стали списывать. Уже списанные с вооружения самолеты нашли себе применение в народном хозяйстве, их использовали для выполнения аэрофотосъемки.