Самолеты Ил-20, а также последовавшие за ними модернизированные Ил-20М и Ил-20М1 с более совершенным оборудованием не входили в состав разведывательных авиаполков или эскадрилий ВВС Советского Союза, а подчинялись непосредственно командованию военных округов (в каждом округе имелось по несколько таких самолетов). Всего до 1976 г. завод «Знамя труда» построил около двух десятков самолетов Ил-20 и Ил-20М.
Самолеты данного типа неоднократно привлекались к различным учениям Вооруженных Сил. Так, в период с 4 по 10 февраля 1970 г. Ил-20 принял участие в войсковых учениях «Двина» (самолет пилотировал экипаж летчика-испытателя С. Близнюка). В мае следующего года Ил-20 выступил в качестве самолета-лидера на показе авиационной техники под условным названием «Кристалл», проводившемся для высшего руководства страны на аэродроме ГНИКИ ВВС в г. Ахтубинске.
Появление строевых Ил-20 над нейтральными водами не прошло незамеченным для потенциального, как тогда говорили, противника. Однако идентифицирован иностранной разведкой он был только в 1978 г., когда НАТО присвоило ему кодовое наименование Coot-A.
Экипажи Ил-20 постоянно выполняли разведывательные полеты над нейтральными водами мирового океана, где неоднократно их «перехватывали» самолеты вероятного противника. Так, весной 1985 г. разведчик был встречен «Си Харриером» 801-й эскадрильи авиации ВМС Великобритании над Северной Атлантикой вблизи Норвегии.
31 августа 1993 г. Ил-20М (командир майор И. Антипов), выполнявший учебно-боевое задание, был условно перехвачен над нейтральными водами Японского моря сначала истребителями вооруженных сил республики Корея, а затем самолетами японских сил самообороны.
7 декабря 1995 г. Ил-20М привлекался для поисков в Татарском проливе обломков разбившегося пассажирского самолета Ту-154Б №85164 Хабаровского авиаотряда, куда он, взлетев с Сахалина, по первым предположениям мог упасть.
Применялся самолет и в ходе боевых действий в Афганистане.
В 90-е гг. из-за старения бортовой радиоэлектронной аппаратуры Ил-20М стали сниматься с боевого дежурства, однако должной замены им так и не последовало. Частично заменить Ил-20М могли самолеты комплексной воздушной разведки из состава Дальней авиации, созданные на базе Ту-22Р и Ту-22М3. Однако устаревшие Ту-22РДМ также в 90-е гг. были сняты с вооружения, а современные Ту-22МР поступили в строевые части в крайне ограниченном количестве. В результате сегодня основной объем задач комплексной воздушной разведки в ВВС России решают самолеты фронтовой авиации Су-24МР и МиГ-25РБ (с различными вариантами оснащения). В тоже время некоторое количество Ил-20М по- прежнему еще остается в строю. Правда с 90-х гг. многие из них чаще всего привлекаются исключительно для транспортных перевозок. Некоторые из этих машин, располагающие большим летным ресурсом, прошли соответствующее переоборудование и превратились в «обычные» Ил-18.
Ледовый разведчик Ил-24Н
Ил-20 вошел в историю российской военной авиации как первый отечественный самолет, предназначенный для комплексного использования средств воздушной разведки, основанных на разных принципах получения информации.
Ледовый разведчикНекоторые идеи, отработанные на Ил-20, нашли применение и в интересах народного хозяйства. Еще в 1965 г. Управлением полярной авиации Министерства гражданской авиации СССР было заказано оснащение самолета Ил-18 специальной радиолокационной аппаратурой, которая могла бы использоваться для ведения ледовой разведки при проводке караванов судов по Северному морскому пути. В ленинградском ВНИИРЭ под руководством главного конструктора В.М. Глушкова была разработана и в 1967 г. выдержала государственные испытания на самолете Ан-24ЛР радиолокационная аппаратура «Торос» для дистанционного зондирования ледового покрова. Однако до установки ее на Ил-18 дело тогда не дошло. К идее использования модифицированного Ил-18 в качестве ледового разведчика вернулись только в конце 70-х.
12 июня 1979 г. вышло Постановление советского правительства о создании на базе Ил-18Д специализированного самолета Ил-24Н с радиолокационной аппаратурой инструментальной ледовой разведки «Нить-К». Система разрабатывалась тем же ВНИИРЭ НПО «Ленинец» (руководитель работ В.М. Глушков, главный конструктор РЛС С.Е. Конторов). Разместить «Нить» решили в подфюзеляжной гондоле – точно такой же, как на самолете-разведчике Ил-20 с РЛС «Игла». Информация от радиолокационной станции «Нить-К» отображалась на специальных индикаторах на рабочих местах шести операторов в пассажирской кабине самолета. Кроме РЛС «Нить-К» Ил-24Н оснащался современным навигационным комплексом «Мальва-4» и аппаратурой комплекса «Ирис» с РЛС ближней и дальней навигации, управлявшимися цифровыми бортовыми вычислителями. Новейшее навигационное оборудование обеспечивало автоматизированное самолетовождение Ил-24Н в Арктике.