Активно бороться с новейшими скоростными бомбардировщиками и истребителями противника Ил-2И не мог. Для этого предназначался одноместный бронированный истребитель малых и средних высот Ил-1 с расчетной максимальной скоростью полета около 600 км/ч и характеристиками маневренности, позволяющими ему вести активный наступательный воздушный бой с новейшими вражескими истребителями Bf-109 G-2 и FW-190A-4.
В соответствии с постановлением ГКО истребитель Ил-1 был спроектирован под новый двигатель жидкостного охлаждения АМ-42 с взлетной мощностью 1471 кВт (2000 л. с.), разработанный в ОКБ А. А. Микулина и с мая 1943 г. доводившийся на опытном тяжелом штурмовике-бомбардировщике Ил-АМ-42. Как и на Ил-2И, летчик, двигатель, системы охлаждения и смазки двигателя, топливные баки должны были быть защищены броне -надежно предохраняющей их от поражения оборонительным оружием бомбардировщиков.
С.В. Ильюшин не разделял концепций бронированного истребителя проектирование Ил-1 велось с позиций обеспечения не только заданных летно-технических данных истребителя, но и возможности использования этого самолета в дальнейшем в качестве скоростного и маневренного штурмовика.
При проектировании истребителя Ил-1 главной задачей являлось обеспечение максимально высокого аэродинамического совершенства самолета. Оно достигалось применением на Ил-1 нового крыла с увеличенной по сравнению с Ил-2И удельной нагрузкой и соответственно меньшей, чем у него, площадью. Крыло компоновалось из скоростных аэродинамических профилей с различной относительной толщиной по размаху - максимальной в центроплане, куда убирались колеса основных опор шасси, и минимальной на отъемной части крыла. Главное внимание уделялось улучшению формы бронекорпуса, естественно, без излишнего усложнения технологии его изготовления. Это достигалось новой компоновкой водо- и маслорадиаторов систем охлаждения и смазки двигателя, которые полностью размещались в бронекорпусе за передним лонжероном центроплана). Радиаторы охлаждались наружным воздухом, поступавшим через два воздухозаборника в местах стыка носка центроплана с фюзеляжем с правой и с левой сторон бронекорпуса по каналам, огибавшим двигатель. Охладив радиаторы, воздух выходил наружу через щель на нижней поверхности бронекорпуса, величина которой регулировалась в зависимости от режима работы двигателя специальным бронесовком. Благодаря такому компоновочному решению обводы бронекорпуса удалось сделать более плавными, чем на Ил-2, а более выгодная в аэродинамическом отношении схема продува радиаторов позволила уменьшить их размеры и сопротивление. Были улучшены также формы фонаря кабины летчика и Других частей самолета. Для Ил-1 разработали оригинальную кинематическую схему уборки основных опор самолета назад по полету в центроплан с поворотом колес в процессе уборки на 86 град., которая позволила резко уменьшить мидель и лобовое сопротивление обтекателей шасси по сравнению с Ил-2И. Простая и надежная кинематическая схема поворота колес с помощью одной тяги, разработанная для Ил-1, неоднократно применялась потом на самолетах ОКБ, в том числе и на таких, как Ил-28 и Ил-76. Убирающимся было сделано и хвостовое колесо. Продувки моделей Ил-1 в аэродинамических трубах ЦАГИ подтвердили высокое аэродинамическое совершенство нового самолета: его лобовое сопротивление на режиме максимальной скорости оказалось примерно в 1,3 раза меньшим, чем у Ил-2И. Истребитель Ил-1 имел металлическое крыло и оперение и деревянную хвостовую часть фюзеляжа. Его вооружение состояло из двух пушек ВЯ калибра 23 мм, установленных в консолях крыла вне зоны, ометаемой винтом, на специальных стальных креплениях. Каждая пушка имела боезапас из 150 снарядов.
Для защиты хвоста самолета от атак вражеских истребителей в хвостовой части фюзеляжа устанавливалась кассета, в которой размещались 10 авиационных гранат АГ-2. После сбрасывания эти гранаты сначала парашютировали, а затем взрывались, поражая атакующий самолет противника. Бомбового вооружения истребитель Ил-1 не имел, но в случае необходимости при перегрузочной полетной массе он мог нести 200 кг бомб на наружной подвеске.
19 мая 1944 г. летчик-испытатель В. К. Коккинаки совершил на истребителе Ил-1 первый полет. В процессе проведения заводских летных испытаний на самолете Ил-1 с нормальной полетной массой 5320 кг была достигнута максимальная скорость горизонтального полета 580 км/т на высоте 3260м. По своим скоростным характеристикам в диапазоне высот от земли и до 4000 м бронированный истребитель Ил-1 значительно превосходил широко применявшийся в Люфтваффе истребитель FW-190A-4 и практически не уступал массовому истребителю врага легкому Bf-109G-2. По оценке В. К. Коккинаки, истребитель Ил-1 выполнял все фигуры высшего пилотажа мягко, легко. Полный вираж в горизонтальной плоскости на высоте 1000 м самолет завершал за 20 с, а истребитель Bf-109G-2 - за 22 ... 23 с. Боевым разворотом за 13 ... 14 с истребитель Ил-1 набирал высоту 900 м Однако благодаря возросшей мощи советской истребительной авиации, завоевавшей стратегическое господство в воздухе, к середине 1944 г. необходимость в боевом самолете такого типа уже отпала, поэтому на государственные испытания Ил-1 передан не был.
