经过伊尔-46和伊尔-30的挫折后，伊柳辛设计局决定将两者的优点合二为一，研制伊尔-54，该机延续了伊尔-30的后掠翼、轴流式涡喷发动机、自行车式起落架设计，但机体大幅放大。
伊尔-54翼展17.8米，机长21.8米，重量比伊尔-28重了约50％。与伊尔-30相比，该机机翼后掠角更大（45度），发动机短舱为翼吊式安装，内置留利卡AL-7涡喷气发动机，单台推力6.5吨。伊尔-54原型机在1955年首飞，具有很高的亚音速性能，苏联人声称该机可在高空平飞中突破1马赫的速度。
伊尔-54三面图
伊尔-54原型机
由于伊尔-54在生产和操作上的复杂性，所以该机在1956年输给了雅克-26轻型轰炸机，至此伊柳辛设计局在“小猎犬”上的研制与改进历史终告结束。
雅克-26