Ил-10 был создан в 1944 году путём модернизации опытного тяжёлого истребителя Ил-1 (начало разработки — 1943 год), не пошедшего в серию и не передававшегося на государственные испытания. Первый полёт Ил-10 состоялся 18 апреля 1944 года (лётчик-испытатель В. К. Коккинаки).
В Великой Отечественной войне Ил-10 массово участвовал в Берлинской операции и сражениях против Японии в августе 1945 года. К концу войны высокие боевые качества самолётов Ил-10 с успехом использовали уже несколько штурмовых авиаполков.
Некоторые особенности применения Ил-10 в войне:

• На высотах до 2 000 метров Ил-10 не уступал в скорости немецким истребителям Me-109G2 и FW-109A-4.
• Самолёты, выпускавшиеся с апреля 1945 года, могли нести четыре неуправляемые ракеты класса «воздух-земля».
• Самолёты, выпускавшиеся с 1947 года, были оснащены более мощным вооружением, состоящим из четырёх 23-мм пушек NS-23 в крыльях и 20-мм пушки для заднего стрелка.

После войны все штурмовые части советских ВВС были переведены с Ил-2 на Ил-10. Сами штурмовики стояли на вооружении СССР до 1960-х годов.
Ил-10 применялся в корейской войне на стороне Северной Кореи. К началу вторжения на юг ВВС КНДР имели 93 штурмовика, однако уже через два месяца боевых действий в строю оставалось всего 20 боеспособных самолётов. За время войны авиацией США было сбито 11 северокорейских Ил-10.