В середине 60-х годов ОКБ им. С. В. Ильюшина получило задание на разработку патрульного самолета, аналогичного американскому Р-3А "Орион" фирмы "Локхид". Базой для новой машины послужил хорошо освоенный промышленностью пассажирский самолет ИЛ-18А. В марте 1969г. завершением серийного выпуска авиалайнера ИЛ-18А на освободившейся сборочной линии завода "Знамя Труда" (г. Москва, Ходынка) развернули строительство нового базового патрульного противолодочного самолета, получившего название ИЛ-38. Самолет ИЛ-38 представляет собой цельнометаллический моноплан с низкорасположенным крылом, на котором размещены четыре ТВД АИ-ЩМ конструкции А. Г. Ивченко, имеющие ресурс 4000 ч. Двигатели оснащались четырехлопастными автоматическими винтами АВ-68И диаметром 4,5 м.
В системе регулирования двигателя и винта предусматривался ряд противоаварийных устройств: автофлюгирование, флюгирование флюгер-насосом, воздушно-механическая аварийная система флюгирования, установка лопастей винта на промежуточном упоре. Топливная система включает в себя группы баков, симметрично расположенных в правой и левой половины крыла. Группы баков для питания двух правых и двух левых ТВД изолированы между собой, но при необходимости их можно соединить. К каждой паре двигателей топливо подается двумя насосами, каждый из которых обеспечивает питание обоих ТВД. Аля полной гарантии на самих двигателях установлено еще по одному насосу. Шасси трехопорное. Основные опоры, расположенные на крыле в продолжение гондол внутренних ТВД, имеют тележки с четырьмя тормозными колесами. Передняя управляемая опора, расположенная в носовой части фюзеляжа под кабиной экипажа, снабжена двумя колесами. Все опоры убираются вперед по полету.
Для разгрузки летчика все операции по выпуску и уборке шасси автоматизированы. Управление самолетом ручное. Приемлемые для летчиков нагрузки на штурвал и педали достигнуты благодаря тщательному подбору компенсации рулей и элеронов. Гидросистема обеспечивает выпуск и уборку шасси, открытие и закрытие створок 6омболюка, торможение колес, поворот передней опоры, включение флюгирования винтов. Специальное оборудование и вооружение вызвали необходимость значительного изменения планера самолета по сравнению с ИЛ-18А (положение крыла сместили на 4 шпангоута вперед). Благодаря этому в отсеке вооружения стало возможно размещать торпеды, имеющие значительную длину. В носовой части самолета под кабиной экипажа разместили обтекатель мощной войсковой РЛС. В оконечной части фюзеляжа за хвостовым оперением в длинном коке установили датчик детектора магнитных аномалий. Помимо этого оборудования, для поиска подводных лодок на борту имелись сбрасываемые гидроакустические буи (активные и пассивные) и шумоанализатор. Последний позволял обнаруживать неприятельскую субмарину, идущую под РДП* по выхлопу ее дизельных двигателей. Самолет ИЛ- 38 зарекомендовал себя неприхотливой, надежной и достаточно экономичной машиной. Машина выпускалась мелкими партиями по 15-20 самолетов в год до середины 70-х годов.
* РДП - выдвижное устройство для питания воздухом работающего двигателя подводной лодки.