Постановлением Совета Министров СССР от 18 июня 1960 г. № 640—261 разработка противолодочного самолёта поручается ОКБ-240. В качестве базовой машины для Ил-18ПЛО был выбран пассажирский самолёт Ил-18В.
Первый полёт переделанного самолёта выполнен 27 сентября 1961 г.
Самолёт не имел противолодочного оборудования и вооружения, изменения коснулись планера и общесамолётных систем. Машиной управлял экипаж в составе:
командир — заслуженный лётчик-испытатель СССР, дважды Герой Советского Союза Владимир Константинович Коккинаки;
второй пилот — Эдуард Иванович Кузнецов;
штурман-испытатель — В. Ф. Воскресенский;
бортрадист — И. С. Силиминов.
Ил-38 — четырёхдвигательный цельнометаллический моноплан, разработанный в ОКБ-240 Ильюшина на базе пассажирского Ил-18В. Самолёт предназначен для поиска, обнаружения, слежения и уничтожения подводных лодок противника, а также для морской разведки, поисково-спасательных операций и постановки минных заграждений.
Всего было построено около 65 экземпляров.