В связи с возросшей до 22720 кг максимальной взлетной массой размер колес основных опор был увеличен. Вместо устанавливавшейся на серийных бомбардировщиках воздушной системы уборки и выпуска шасси на Ил-28Р применялась гидравлическая система, позволившая резко сократить время этой операции - до 8 с. Была предусмотрена система раскрутки колес основных опор в воздухе перед посадкой. Из двух носовых пушек была оставлена одна по левому борту. При выполнении полетов над морем в средней части фюзеляжа Ил-28Р могла размещаться спасательная лодка ЛАС-3, управление выбрасыванием которой осуществлялось из кабин пилота или кормового стрелка.

По оценке В.Коккинаки, Ил-28Р по основным данным мало отличался от серийного Ил-28. Техника пилотирования, обзор и поведение самолета в воздухе не изменились. Наличие дополнительных баков на консолях крыла заметных изменений в поведение машины не внесло, за исключением очень небольшого утяжеления поперечного управления. Герметичные кабины с обогревом и автопилот позволяли экипажу легко, без лишнего утомления, переносить длительное пребывание (около 5 ч) на высоте. Заводские испытания Ил-28Р были закончены в конце июня 1950 г., и после успешного завершения государственных испытаний самолет был принят на вооружение ВВС. Его серийное производство сначала было развернуто на заводе № 30 в Москве, но с 1953 г. их стал строить завод № 39 в Иркутске, до этого выпускавший торпедоносцы Ту-14.

Дальнейшим развитием Ил-28Р стали самолеты радиотехнической разведки, на которых аэрофотоаппараты были заменены специальным радиооборудованием. Отличительной чертой этих машин являлись обтекатели антенн под центральной частью фюзеляжа.

Развитие средств радиолокационного обнаружения потребовало включения в боевые порядки бомбардировщиков самолетов РЭБ. На базе Ил-28 такие машины создавались путем установки в бомбоотсеке аппаратуры для рассеивания дипольных отражателей или постановки активных радиопомех. Доработка самолетов проводилась на ремзаводах.

Осенью 1956 г. с началом венгерских событий в готовность № 1 были приведены более 120 Ил-28 ПрикВО. До бомбардировок опорных пунктов повстанцев дело не дошло, но экипажи Ил-28Р производили разведполеты в интересах частей Особого корпуса, занимавшегося подавлением восстания. Один из этих самолетов был сбит зенитным огнем 8 ноября над островом Чепель на Дунае. Известно, что Указом Верховного Совета СССР от 18.12.1956 г. посмертно присвоено звание Героя Советского Союза командиру эскадрильи гвардейского бомбардировочного полка капитану А.А.Бобровскому, штурману капитану Д.Д.Кармишину и начальнику связи эскадрильи ст. л-ту В.Е.Ярцеву. Можно предположить, что именно их машина и была сбита над Чепелем.

В конце 50-х гг. два Ил-28Р из состава ВВС ГДР были переоборудованы на авиационном заводе в Дрездене в летающие лаборатории для отработки ГРД "014" .которыми предполагалось оснастить немецкий пассажирский самолет WEB-152. При переделке с Илов сняли все вооружение и прицельное оборудование, включая ПСБН, рабочее место штурмана перенесли в кабину стрелка, а в носу разместили инженера-исследователя и необходимую аппаратуру. Машины получили гражданскую регистрацию DM-ZZI и DM-ZZK. После завершения программы испытаний самолеты были возвращены Народной Армии ГДР, где использовались в качестве буксировщиков мишеней. Снова вооружать их не стали, однако вернулись к штатному размещению экипажа.