Вооружение — стандартное вооружение двухместного самолета состояло из двух пулеметов ШКАС 7,62 мм с 750-1000 патронами на ствол (в зависимости от производственной серии) и двух пушек ВЯ-23 калибра 23 мм, имеющих боезапас 300–360 снарядов на пушку, установленных внутри крыльев, а так же одного пулемета УБТ — 12.7 мм с запасом в 150 штук патронов, в кабине заднего стрелка. На первых моделях Ила, с лета 1941 г. в крыльях устанавливались две пушки ШВАК калибра 20 мм с боезапасом по 200 снарядов на ствол. Пулемет ШКАС имел массу 10 кг, скорострельность 1880 выстр./ мин, а начальная скорость вылетающих из него пуль составляла 825 м/с. Пушка ШВАК имела массу 45 кг, а начальная скорость снарядов составляла 800 м/с, пушка ВЯ была тяжелее на 21 кг, начальная скорость се снаряда — 900 м/с. Бронебойные снаряды пушки ВЯ-23 могли пробить броню толщиной 25 мм на дистанции 400 м. Пулемет УБТ имел массу 21,5 кг. скорострельность 1000 выстр./мин., и начальную скорость пули 860 м/с.
Стандартное подвесное вооружение состояло из 400–600 кг различных бомб (от 2.5 кг до 250 кг), а так же 4–8 ракет РС-82. PC-132 (во время кризиса зимы 1941/42 гг. применялись и М-13 использовавшиеся частями Гвардейских минометов). Максимальная масса всего подвесного вооружения (ракеты и бомбы) не могла быть больше чем 800 кг. так после этого самолет становился уже опасным в полете, но даже при стандартной полной загрузке (бомбами, ракетами и снарядами) возникали серьезные трудности в управлении самолетом. Наиболее часто использовали осколочные бомбы (АОБ — авиационная осколочная бомба, особенно вначале войны), а так же осколочно-фугасные (ОФАБ), фугасные (ФАБ), бронебойные (ПТАБ- противотанковая авиа…), фосфорные (очень сложные и применении, так как их надо было сбрасывать с высоты около 25 м, что бы фосфор не испарился в воздухе во время падения бомбы — из-за того, что она была сброшена со слишком большой высоты — либо не расплескался во все стороны не причинив большого вреда и не повредил собственный самолет — из-за того, что сброс был произведен на слишком малой высоте) и зажигательные А3-2 (A3 авиационная зажигательная со смесью КС (керосиновая смесь)). Последняя была так же сложна в использовании как и фосфорная, однако в отличии от фосфорной бомбы АЗ-2 была выполнена в виде кассеты наполненной 30 круглыми бомбочками с КС (по четыре кассеты на Ил-2) и подвешивалась во внутренние бомбоотсеки, тогда как фосфорные бомбы были аналогом топливных баков наполненных чрезвычайно огнеопасным, гранулированным фосфором и подвешивались под крыльями. Обе бомбы были опасны для экипажа, так как в случае вражеского попадания их содержимое выплескивалось на самолет и сжигало его деревянные части. Использовались бомбы четырех калибров: 2,5, 50, 100, 250 кг. Наиболее часто применялись 100 кг бомбы, но широко использовались и самые мелкие из них массой 2,5 кг. В начале войны они повсеместно применялись как противопехотные, но с 1943 г. в этих бомбах разместили 1,5 кг кумулятивный заряд предназначавшийся для борьбы с ганками. Они имели обозначение ПТАБ — 2.5 — 1,5 (а не наоборот (!) 1,5 — 2.5), что означало — в 2.5 кг бомбе имеется 1,5 кг заряд. Очень интересен тот факт, что эти бомбы загружались в бомбоотсеки поодиночке и это занимало у оружейников до 30 мин. Летчики называли их «капустой».
Дополнительным вооружением были ракеты, которые вопреки легендам, были оружием очень не точным. Использовалось три вида ракет PC (реактивный снаряд) — стандартный снаряд, ФОРС (фугасно-осколочный PC) — новая головка (с насечками) и новая более мощная боевая часть, а гак же РБС (реактивный бронебойный снаряд) — бронебойный снаряд. Под каждым крылом Ил-2 мог нести 2 PC (ФОРС или РБС) -132 (цифры 132 обозначают калибр), либо 4 РС-82. До 1944 г., когда были введены бронебойные ракеты, «эрэсы» были не эффективны в борьбе с танками врага, ибо их относительно небольшая взрывная сила была не в состоянии пробить танковую броню. Они могли уничтожить, разбить либо вывести из строя только то, что находилось снаружи танка, но не внутри. Наоборот, снаряд РБС-82 уже мог пробить броню толщиной 50 мм, а его «больший братец» — РБС-132, даже 70 мм. Это однако не означало, что они обладали существенным поражающим эффектом. Ценность «эрэсов» весьма дискуссионна, а принимая во внимание отсутствие соответствующих прицелов, вообще сомнительна. К тому же безалаберная система их хранения (практикуемая ввиду отсутствия оборудования для обслуживания аэродромов и самолетов) приводила к искривлению их тонких стабилизатором, что делало их более пригодными для демонстрации фейерверков, а не боевой стрельбы.