Появление у США и их союзников подводных лодок с баллистическими ракетами на борту потребовало создания средств обнаружения и борьбы с ними. Первые тактико-технические требования на противолодочный самолёт на базе Ил-18 были разработаны в ВВС и переданы в ОКБ-240 С.В. Ильюшина ещё в 1957 году (НИР "Мозжевельник"), но в то время ещё не существовало специального оборудования. 11 декабря 1959 года вышло постановление СМ СССР N1335-594, поручавшее ССКНИИ-131 разработку бортового оборудования радиогидроакустической системы поиска и обнаружения подводных лодок "Беркут". Ответственным конструктором был назначен В.С.Шумейко (позже его сменил А.М.Громов). Постановление СМ СССР N640-261 от 18 июня 1960 года поручало ОКБ-240 разработку противолодочного самолёта на базе Ил-18В. Эскизное проектирование (тема "Тунец") велось под непосредственным руководством С.В.Ильюшина. Ответственным за Ил-38 был назначен заместитель генерального конструктора Я.А.Кутепов. 27 сентября 1961 года лётчик-испытатель В.К.Коккинаки поднял первый прототип Ил-38 в небо. Но макетная комиссии по самолёты с системой "Беркут" завершила свою работу только в июне 1962 года. В марте 1963 года на прототип было установлено оборудование ППС "Беркут" (первоначально без ЦВМ), после чего начались его испытания и доводка. Отлработка отдельных блоков производилась при помощи летающей лаборатории на базе Ил-18. В июне-декабре 1965 года в Феодосии прошли государственные испытания самолёта. В 1967 году началось его серийное производство на Московском авиазаводе N30 "Знамя труда".

Ил-38 предназначен для поиска и уничтожения подводных лодок, выполнения воздушной разведки и постановки морских мин. Оснащён поисково-прицельным комплексом "Беркут-38". Для автоматизации решения навигационных и тактических задач служит электронно-вычислительная машина ЦВМ-264. При поиске подводных лодок используются сбрасываемые радиогидроакустические буи (РГБ-1, РГБ-2, РГБ-3) и ориентирно-сигнальные бомбы (ОМАБ-25-12Д), авиационный поисковый магнетометр (АПМ-60 или АПМ-73) и бортовая РЛС. Для уничтоженя лодок применяются торпеды (специально для Ил-38 разработана торпеда АТ-2), противолодочные бомбы и мины. В поисковом варианте самолёт может брать на борт до 216 буев РГБ-1, в поисковоударном - 144 РГБ-1, 10 РГБ-2, 3 РГБ-3 и 2 торпеды. Конструкция самолёта в основном аналогична базовому Ил-18. Крыло сдвинуто вперёд на 3 м, шасси усилено. Силовая установка состоит из 4 ТВД АИ-20М (на самолётах ранних серий АИ-20) с воздушными винтами АВ-64 диаметром 4,5 м. Для запуска двигателей в хвостовой части фюзеляжа установлена турбогенераторная установка ТГ-16. В передней части фюзеляжа размещена герметичная кабина экипажа объёмом 28 м3 с двумя люками и шахтой (нижний люк и шахта служат для входа в кабину, верхний - для аварийного покидания самолёта при посадке на воду). Кабина разделена на две части. В передней части располагается летный экипаж. В задней оборудованы рабочие места штурмана-оператора РЛС и оператора самолётного приёмно-индикаторного устройства. Здесь же находятся откидная койка, буфет, стол, санузел. В негерметичной части находится оборудование и два грузоотсека для средств поиска и поражения подводных лодок.

Под гермокабиной установлена антенна РЛС, а в центроплане - дополнительный топливный бак. Фюзеляж заканчивается хвостовой балкой из немагнитных материалов длиной 5,6 м, в которой размещается магнетометр. Система кондиционирования доработана с целью обеспечения тепловой защиты оборудования в полёте при открытых грузовых люках, вентилёции морский спасательных костюмов экипажа, поддержания микроклимата для работы ЦВМ. В состав аварийного оборудования входит надувной плот ПСН-6. 17 января 1969 года Ил-38 был принят на вооружение ВМФ. Первым его получил Северный флот (в марте 1968 года был сформирован 24 оплап). В 1970 году самолёт освоили экипажи Тихоокеанского флота (77 оплап), в 1973 - Балтийского (145 оплаэ). Впервые самолёт был применён во время крупных учений ВМФ "Океан" в 1970 году. Высокие дальность и продолжительность полёта, простота и удобство пилотирования, в том числе и на предельно малых высотах, автоматизация процессов управления и решения специальных задач с применением широкого спектра средств поиска и поражения подводных лодок вывели его на первое место в системе противолодочной борьбы среди всех сил флотов. Самолёты участвуют практически во всех мероприятиях оперативно-тактической подготовки (а не только в противолодочных учениях), ведут воздушную разведку. При выполнении поставленных задач самолёты базировались на аэродромах Египта, Йемена, Ливии, Сомали, Эфиопии.