В мае 1942 года Ильюшин предложил новую идею, на этот раз одномоторного одноместного противотанкового штурмовика. Самолет МШ АМ-38 конструировался по нетрадиционной схеме, аналогичной американскому истребителю «Bell P-39 Airacobra», – двигатель располагался в центре тяжести машины, но при этом кабина была сильно смещена вперед, что обеспечивало летчику отличный обзор вперед-вниз. Между кабиной летчика и мотором размещались топливный и масляный баки. Под кабиной летчика размещался отсек вооружения, в состав которого по одному варианту должны были входить пушка ШФК-37, две синхронные пушки ШВАК и два синхронных пулемета ШКАС, дополнительно предусматривалась подвеска 8 пусковых установок РС-82. Согласно второму варианту, штурмовик должен был нести две синхронные пушки ШВАК и два синхронных пулемета ШКАС в сочетании с бомбовой нагрузкой 400 (в перегруз 600) кг.
Однако расчетный вес самолета оказался больше, чем у Ил-2, а ожидаемые летные данные ниже. Возникли сложности и с реализацией привода воздушного винта через длинный вал. Кроме того, командование ВВС настаивало на необходимости выпуска двухместных штурмовиков. В итоге работы над МШ были прекращены.
На базе Ил-2 предпринимались попытки создавать и машины иного предназначения.
В 1943 году в войска поступила партия разведчиков-корректировщиков Ил-2 КР. От серийного штурмовика самолет отличался составом оборудования, устройством топливной системы и изменениями в схеме бронирования. На самолете установили более мощную радиостанцию, в хвостовой части разместили фотоаппарат АФА-И. Внешне разведчики отличались только антенной радиостанции на козырьке фонаря кабины.
Опыт воздушных боев, в которых летчикам Илов периодически удавалось уничтожать бомбардировщики и транспортные самолеты противника, послужил поводом для появления постановления ГКО № 3336 от 17 мая 1943 года, предписывающего «…считать необходимым часть самолетов Ил-2 превратить в истребители с ограниченной скоростью пикирования, для чего уменьшить полетный вес самолета Ил-2, сняв с него бомбовую нагрузку, PC, пулеметы ШКАС, превратить его из двухместного в одноместный и улучшить его аэродинамические свойства…»
Уже в июле 1943 года истребитель-бомбардировщик Ил-2И был передан на государственные испытания. Одноместный самолет имел усиленную конструкцию крыла, внутренние узлы подвески, пусковые установки РС и пулеметы сняли, оставив только две 23-мм пушки ВЯ-23 и возможность подвески двух 250-кг бомб. Однако скорость самолета лишь незначительно превысила скорость штурмовика, составив 415 км/ч на высоте 1300 метров. Фактически Ил-2И мог бороться только с такими типами бомбардировщиков люфтваффе, как Не.111 или Ju.87, в то время как более современные Ju.88 и Do.215 легко уходили от атаки. Тем более не мог Ил-2И вести эффективный бой с истребителями противника, при этом из-за сокращения номенклатуры вооружения утратил и способность наносить удары по наземным целям. На основании всего изложенного развитие проекта Ил-2И сочли нецелесообразным.