Trong Không quân Xô viết, Il-10 bắt đầu trang bị cho các đơn vị huấn luyện vào tháng 10-1944. Tháng 1-1945, đơn vị chiến đấu Il-10 đầu tiên bắt đầu phục vụ trong Trung đoàn không quân xung kích cận vệ số 78, nhưng nó không được đưa vào hoạt động do việc huấn luyện chưa hoàn tất. Tuy nhiên, 3 đơn vị Il-10 khác cũng đã tham gia vào các cuộc chiến cuối cùng trong Chiến tranh Thế giới II tại Châu Âu. Bao gồm: Trung đoàn không quân xung kích 571 (từ 15 tháng 4-1945), Trung đoàn không quân xung kích cận vệ 108 (từ 16 tháng 4-1945) và Trung đoàn không quân xung kích cận vệ 118 (vào 8 tháng 5-1945). Khoảng 12 chiếc đã bọ phá hủy bởi hỏa lực phòng không hoặc hỏng động cơ, nhưng Il-10 đã thể hiện là một thiết kế thành công xuất sắc. Tuy 1 chiếc đã bị một chiếc Focke-Wulf Fw 190 bắn hạ, nhưng những chiếc Il-10 khác trong trung đoàn 118 đã bắn hạ và làm hư hại nhiều chiếc Fw 190 khác. Ngày 10 tháng 5-1945, một ngày sau khi Chiến tranh chấm dứt ở châu Âu, (Ngày Chiến thắng), có khoảng 120 chiếc Il-10 còn hoạt động được trong các đơn vị chiến đấu của Không quân Xô viết, và 26 chiếc không hoạt động được.

Sau khi Liên Xô tham chiến chống lại quân Nhật, với Chiến dịch Bão tháng 8, từ ngày 9 tháng 8-1945, một đơn vị Il-10, Trung đoàn không quân xung kích 26 thuộc Không quân Hải quân Thái Bình Dương, đã được sử dụng trong các trận chiến ở Bán đảo Triều Tiên, tấn công các nhóm tàu của Nhật ở Rasin, Triều Tiên và các đường xe lửa.

Sau chiến tranh, cho đến đầu thập niên 1950, Il-10 vẫn là máy bay cường kích cơ bản của Liên Xô. Nó rời khỏi biên chế vào năm 1956. Cùng lúc, công việc nghiên cứu về một máy bay cường kích phản lực bọc giáp mới (như Il-40) đã bị hủy bỏ, và Liên Xô quay trở lại với máy bay tiêm kích-ném bom. Il-10 và phiên bản chế tạo tại Tiếp Khắc B-33, đã trở thành máy bay cường kích tiêu chuẩn của các nước trong Khối Warszawa. Từ năm 1949 đến 1959, Không quân Ba Lan đã sử dụng 120 chiếc Il-10 (bao gồm 24 chiếc UIl-10), và 281 chiếc B-33. Tại Ba Lan, B-33 đã được cải tiến để mang thêm thùng nhiên liệu phụ 400 lít ở dưới cánh. Từ 1950-1960, Tiệp Khắc đã sử dụng 86 chiếc Il-10, bao gồm 6 chiếc 6 UIl-10, và khoảng 600 chiếc B-33. Từ 1949-1956, Không quân Hungaria sử dụng 159 chiếc Il-10 và B-33. Từ 1953-1960, Không quân Romania sử dụng 30 chiếc Il-10 và 150 chiếc B-33. Bulgaria cũng sử dụng một số máy bay loại này.

Vào cuối thập niên 1940, 93 chiếc Il-10 và UIl-10 đã được trao cho Bắc Triều Tiên. Chúng được sử dụng trong Trung đoàn không quân xung kích 57 hoạt động trong suốt Chiến tranh Triều Tiên. Những máy bay này ban đầu được sử dụng rất thành công trong nhiệm vụ chống lại lực lượng quân đội Nam Triều Tiên do họ có hệ thống phòng không yếu, nhưng sau đó Il-10 đã mất khá nhiều trong các cuộc chạm trán với các máy bay tiêm kích của Hoa Kỳ và bị các máy bay ném bom phá hủy ngay trên mặt đất. Sau vài tuần, chỉ còn lại khoảng 20 chiếc. Vào mùa hè năm 1950, Bắc Triều Tiên thừa nhận hầu hết máy bay đều được Liên Xô cung cấp. Bắc Triều Tiên tuyên bố đã làm chìm một tàu chiến vào 22 tháng 8-1950 bằng Il-10, nhưng thông tin này không được xác nhận.

Từ năm 1950, những chiếc Il-10 được sử dụng trong quân đội Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa, tại hai trung đoàn của một sư đoàn không quân xung kích. Chúng được sử dụng tại các trận chiến trong cuộc xung đột với Trung Hoa Dân Quốc (Đài Loan), ở ranh giới vào tháng 1-1955. Những máy bay này tiếp tục hoạt động cho đến năm 1972. Từ năm 1957, Yemen đã sử dụng 24 chiếc B-33.