В результате продолжавшегося в стране под давлением военных процесса концентрации инженерно-конструкторских и научных кадров в 1931 г. на базе Глававиапрома были объединены коллективы ЦАГИ, ЦКБ и недавно созданного Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ). Заместителем начальника ЦАГИ и начальником ЦКБ был назначен С.В. Ильюшин, направленный из ВВС на работу в промышленность. Непродуманность подобного объединения и поспешность его осуществления быстро выявили недееспособность созданного новообразования и уже через год привели к необходимости новой реорганизации. 13 января 1933 г. недавно назначенный руководителем ГУ авиапрома П.И. Баранов, признав ранее допущенную ошибку, подписал приказ о выделении ЦКБ в самостоятельную единицу. Этим же приказом начальником нового конструкторского бюро назначался С.В. Ильюшин. Перед коллективом ставилась задача организовать в системе завода №39 замкнутый цикл опытного самолетостроения по легким машинам. Основу вновь созданной организации составили пришедшие из ЦАГИ опытные конструкторы, среди которых были и уже выпущенные из заключения высококвалифицированные специалисты, в том числе Н.Н. Поликарпов, Д.П. Григорович и другие.
Основной и важнейшей задачей закончившейся в 1932 г. первой пятилетки являлось укрепление обороноспособности страны в условиях ограниченных производственных возможностей авиационной промышленности. Это позволило Главному управлению военно-воздушных сил страны в течение последних нескольких лет оставаться основным заказчиком и потребителем ее продукции. Достаточно напомнить, что за прошедшее пятилетие из 6125 выпущенных промышленностью самолетов только 481 летательный аппарат предназначался для использования в гражданской авиации, что составляло всего 7,8%. Новый план развития гражданского воздушного флота (ГВФ) во второй пятилетке (1933-1937 гг.) уже предусматривал дальнейшую реконструкцию его организационной структуры, создание собственных научной и производственно-ремонтной баз и ряда учебных заведений для подготовки квалифицированных кадров. Планировалось осуществлять более глубокое изучение новой авиационной техники для успешного освоения эксплуатации в ГВФ военных типов самолетов ввиду необходимости содержания резервов самолетного парка ВВС в мирное время. Наряду с повышением эффективности транспортной авиации предполагалось и дальнейшее развитие авиации специального назначения. Перечисленные задачи определили основные направления предстоящего совершенствования гражданской авиации, одним из которых стало расширение существующей сети магистральных воздушных линий до 100000 км.
Одновременно планировалось значительно увеличить до 40000 км общую протяженность местных воздушных линий, развитие которых намечалось осуществить за счет создания, так называемой,"исполкомовской" и санитарной авиации при одновременном дальнейшем совершенствовании местных почтово-пассажирских перевозок. Все эти мероприятия требовали существенного изменения имеющегося самолетного парка не только в количественном, но и в качественном отношении. Тактико-технические требования (ТТТ), разрабатываемые для вновь выпускаемых самолетов гражданской авиации, уже должны были учитывать все особенности их эксплуатации. Однако эти требования,наряду с аналогичными документами для боевых машин, пока еще рождались в первой секции Научно- технического комитета ВВС при непосредственном участии ее руководителя С.В. Ильюшина. "Ему приходилось составлять требования к самолетам, а их проектированием и постройкой в соответствии с этими требованиями занимались конструктора. Но все эти годы Ильюшин мечтал сам конструировать самолеты. Годы работы в НТК ВВС не прошли даром для будущего авиаконструктора, Он приобрел новые теоретические знания, значительно расширил свой инженерный кругозор, изучил конструктивные особенности зарубежных самолетов различных типов", – таким вспоминал С.В. Ильюшина его коллега по службе в ВВС генерал-полковник А.Н. Пономарев.
Служба в военно-воздушных силах позволила С.В. Ильюшину приобрести опыт работы с коллективом и досконально изучить существующие в нем особенности внутренних взаимоотношений. Оказавшись на руководящих должностях в авиационной промышленности, он на базе ЦКБ организует группу конструкторов из семи человек, нацелив своих сотрудников на решение одной поставленной задачи – создать в дальнейшем сплоченный творческий коллектив единомышленников для проектирования собственных летательных аппаратов. Но, как известно, от мечты проектировать самолеты до ее практического воплощения лежит дистанция огромного размера, и основной причиной этого являлось полное отсутствие опыта самостоятельных разработок в области самолетостроения. Понимая это, С.В. Ильюшин активно участвует в работах отделов ЦКБ, возглавляемых опытными высококвалифицированными инженерами Н.Н. Поликарповым, В.А. Чижевским, С-А. Кочеригиным, Г.М. Бериевым и другими, осуществляющими разработку и проектирование новых образцов летательных аппаратов. Вместе с В.А. Чижевским он принимает участие в создании сверхвысотного самолета, предлагая свой собственный проект. Эта работа в конце апреля 1933 г. следующим образом была отмечена в постановлении СТО;"Придавая большое военное и научное значение вопросу полета в стратосферу, признать работы, ведущиеся в ЦКБ завода №39 по высотным самолетам, особо важными". Проект боевого самолета выходит за рамки темы данной статьи, поэтому мы остановимся на другой совместной работе С.В. Ильюшина.