В 7 часов утра 29 августа 1949 года Советский Союз провел испытания первой отечественной атомной бомбы РДС-1. Для производства готовился ее серийный вариант — РДС-3. При проектировании новых дальних бомбардировщиков теперь необходимо было ориентироваться на доставку к целям именно этих боеприпасов, с учетом того, что их масса немного превышала пять тонн. С подобной нагрузкой дальность полета самолета «86» значительно уменьшалась, и говорить о расчетных 5 тысячах километрах уже не приходилось. Кроме того, условия размещения на борту ядерного боеприпаса требовали специальных конструктивных мер по обеспечению «стабильности боеприпаса» в условиях длительного полета, а также мер по защите экипажа и конструкции самолета от воздействия поражающих факторов ядерного оружия.
Исследования, проведенные в ОКБ в процессе работ по самолету «86», показали, что создать полноценный скоростной дальний реактивный носитель возможно при увеличении массогабаритных параметров самолета и тяги двигателей в 1,5–2 раза. Именно это и привело к появлению Ту-16. В результате работы по самолету «86» прекращаются на этапе проектирования, но многие конструктивные решения: общая компоновка фюзеляжа, состав экипажа и оборонительного вооружения используются в дальнейшем в проекте самолета Ту-16. В плане перспективных работ в апреле 1949 года в ОКБ подготовили проект самолета «491», представлявший собой модификацию самолета «86» с крылом увеличенной стреловидности. Как показали расчеты, при угле стреловидности крыла 35–36 градусов запас тяги двигателей АМ-02 или ТР-3 также не мог быть полностью реализован, поэтому предложили установить на самолет крыло со стреловидностью 45 градусов. Установка нового крыла позволяла поднять расчетную скорость до 1085 км/ч, при сохранении практической дальности полета на уровне 5 тысяч километров.
Проект самолета «491» не вышел из стадии технического предложения. С новым малоизученным 45-градусным крылом решили пока не рисковать и остановились на сравнительно изученном и уже проверенном на практике крыле со стреловидностью 35 градусов. Впоследствии ОКБ пыталось использовать крыло в 45 градусов в своих первых проектах трансзвуковых и сверхзвуковых самолетов (самолеты «97», «103», «98» и «105»), но практической реализации такого крыла в ОКБ не было. По рекомендациям ЦАГИ, ОКБ А. Н. Туполева сразу перешло на крылья со стреловидностью 55–57 градусов и с таким крылом строило свои первые сверхзвуковые бомбардировщики «98» и «105». После создания удачного Ил-28 ОКБ С. В. Ильюшина рассматривалось как самое сильное в стране. Так считали многие члены политического руководства страны, Министерства авиационной промышленности, ВВС. Когда возник вопрос о создании нового скоростного дальнего реактивного бомбардировщика, на фоне относительной неудачи ОКБ А. Н. Туполева по семейству Ту-14, командование ВВС обратилось с этим заданием в ОКБ-240 C. В. Ильюшина.
Осенью 1949 года ВВС выдает официальный заказ на новый дальний реактивный бомбардировщик с двумя турбореактивными двигателями типа АЛ-5 и взлетной тягой 5 тысяч килограммов. Выходит соответствующее постановление правительства, поручавшее эту работу ОКБ-240. Самолет, получивший обозначение Ил-46, с бомбовой нагрузкой в три тонны, сброшенной на половине маршрута, должен был иметь максимальную техническую дальность полета 3000 километров. В перегрузочном варианте эта дальность с бомбовой нагрузкой пять тонн составляла 5000 километров. Учитывая короткий срок, отпущенный на проектирование и постройку опытного образца самолета, отсутствие в ОКБ-240 опыта летной доводки и испытаний тяжелых самолетов со стреловидным крылом (Ил-30 в воздух ни разу так и не поднялся), С. В. Ильюшин принял решение проектировать новую машину в два этапа: сначала с прямым крылом по проверенной схеме Ил-28, а на втором этапе сосредоточить усилия на стреловидном варианте — Ил-46С.
Опытный Ил-46 с прямым крылом ильюшинцы подготовили к летным испытаниям к марту 1952 года. 3 марта 1952 года самолет совершил первый полет, без особых осложнений прошел этап заводских испытаний и был передан на государственные испытания, где были подтверждены заявленные ОКБ-240 летные данные.
Но уже летал дальний бомбардировщик со стреловидным крылом, и сделало его, пока ильюшинцы занимались Ил-46, ОКБ А. Н. Туполева в инициативном порядке. Туполевский «дальник» показывает на заводских испытаниях скорость свыше 1000 км/ч, что значительно выше скорости по заданию на Ил-46. Вскоре принимается правительственное решение передать в серию туполевскую машину «88» (Ту-16), а не Ил-46, работы по которому прекращаются.