Бомбардировочное вооружение самолета было представлено бомбами различной массы - всего до 6000 кг на внутренних подвесках в бомбоотсеке. Нормальный вариант загрузки предусматривал подвеску бомб общей массой до 3000 кг. Приборное и радионавигационное оборудование самолета обеспечивало его эффективную боевую эксплуатацию в сложных метеорологических условиях и при отсутствии видимости.
Постройка первого опытного самолета Ил-46 была завершена в начале 1952 г. Всю зиму проводились наземные испытания систем и оборудования самолета, а затем начались рулежки и подлеты, которые позволили испытателям оценить поведение самолета на малых скоростях, провести отработку тормозов шасси и посадочного парашюта. Ведущим инженером по заводским испытаниям Ил-46 был Я.А. Кутепов.
3 марта 1952 г. летчик-испытатель В.К. Коккинаки совершил первый полет на самолете Ил-46. Летчик отмечал, что самолет в воздухе держится устойчиво, обладает хорошей продольной и путевой устойчивостью. Управляемость самолета нормальная, в горизонтальном полете он легко балансировался во всем диапазоне скоростей до полного снятия нагрузок с органов управления. Самолет легко и просто выполнял все положенные для него эволюции: виражи, горки, скольжения, боевые развороты. При доведении скорости полета до скорости срыва потока у самолета появлялась тенденция к плавному опусканию носа, при этом у него полностью отсутствовало стремление свалиться на крыло. В.К. Коккинаки подчеркивал, что Ил-46 способен продолжать полет при отказе одного двигателя, а посадка самолета проста и не имеет особенностей.
На заводских летных испытаниях Ил-46 достиг максимальной скорости полета - 928 км/ч и максимальной дальности полета - 4845 км с бомбовым грузом 5000 кг, сброшенным на половине пути.
Заводские летные испытания Ил-46 были завершены 30 июля 1952 г. Всего за время испытаний были выполнены 53 полета (в том числе 5 взлетов с ускорителями ПСР-2000-150) с общим налетом 92,5 ч. Государственные испытания Ил-46, проведенные летом 1952 г., подтвердили соответствие летно-технических данных самолета заданным в технических требованиях.
Самолет Ил-46 серийно не строился.
Реактивный бомбардировщик Ил-54
Продолжая работы по совершенствованию реактивного Фронтового бомбардировщика в направлении повышения его скоростных характеристик и ударной мощи, конструкторский коллектив С.В. Ильюшина в соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 29 декабря 1952 г. приступил к созданию околозвукового реактивного фронтового бомбардировщика Ил-54.