Постройка машины производилась на заводе № 18, выпускавшем Ил-2.
Первый опытный штурмовик, получивший к тому времени обозначение Ил-10, был готов весной 1944 г. 18 апреля летчик-испытатель В.К. Коккинаки выполнил на нем первый полет. Заводские испытания прошли быстро, и уже 13 мая три опытных Ил-10 поступили на госиспытания в НИИ ВВС.
Испытания показали отличные летные данные, максимальная скорость оказалась равной 551 км/ч — почти на 150 км/ч больше, чем у его предшественника Ил-2. По сравнению с проходящими в то же время испытаниями штурмовиков (Су-6, Ил-8), Ил-10 было отдано предпочтение. В августе 1944 г. сразу на двух авиазаводах начался серийный выпуск Ил-10.
Уже в октябре Ил-10 стали поступать в боевые части. К 1 мая 1945 г. в действующую армию было передано 630 самолетов Ил-10. Всего их было выпущено 4600. Кроме наших ВВС, они состояли на вооружении ВВС других стран. В 1951 г. в Чехословакии было налажено серийное производство этих машин. Там построили около 1200 самолетов. Штурмовики Ил-10 и Ил-10М состояли на вооружении штурмовой авиации до начала 1960-х гг., когда им на смену пришли реактивные самолеты.
Экземпляр, который хранится в нашем музее, поступил 17 июня 1959 г.