Концепт овог авиона је дефинисао његов конструктор С. В. Иљушин још 1933. године предвиђајући убрзан развој авијације. Изазов је био направити велики брзи авион дугог домета и при томе решити многе техничке проблеме који стоје на том путу. Авион је консципиран као двомоторни једнокрилац лаке конструкције са економичним моторима и подешеном аеродинамичном линијом, оптимизираном за минимални отпор, мале димензије трупа, смештај бомби у трупу авиона, увлачећи стајни трап и глатке спољне површине авиона. Резултат пројектантских напора био је авион ЦКБ-26 нискокрилни двомоторни једнокрилац погоњен радијалним моторима Гноме-Роне К14, снаге 560 kW, чија је лиценца за производњу купљена од Француза. Већ следеће 1936. године бива готов нови прототип ЦКБ-30 који за разлику од свог претходника има затворену кабину пилота, мотор М-85 (освојена производња мотора К-14) и металну конструкцију трупа. Овај авион добија војну ознаку ДБ-3 (даљински бомбардер) и као такав улази у производњу (1937) и наоружање Совјетског ратног ваздухопловства. Током производње интензивно се мења како конструкција авиона, тако и технологија па и врсте материјала од којих је авион грађен. Ово доводи до тога да постоји доста варијанти ових авиона. Производња авиона ДБ-3 је трајала до 1940. године и произведено је 1528 примерака ових авиона. Након 1940. године у производњу улази авион ДБ-3Ф са мотором М-88 снаге 810 kW који касније добија ознаку Ил-4. Овај авион је знатно унапређен на основу примедби које су добијене коришћењем авиона у Зимском рату против Финске. Као такав се производи до 1944. године и њих је направљено око 3.500 примерака.