Управляющие рулями электродвигатели питались от генераторов силовой установки, состоящей из двух турбореактивных двигателей АЛ-5. Тяга одного ТРД составляла 5000 кг. Двигатель имел осевой семиступенчатый компрессор (входной направляющий аппарат называли нулевой ступенью), 24 трубчатые камеры сгорания, регулируемое сопло и бензиновый турбостартер, расположенный во внут- рением коке диффузора. Десятилитровые бачки с пусковым бензином были помещены в пилонах подвески ТРД.
Идею пи лонной подвески подали дви-гателисты ОКБ А. М. Люльки, которые сталкивались с подобной установкой четырех ТР-1А на самолете Ил-22. Но там, как и на бомбардировщике «140», обтекатели подвесных рам были плавно слиты с гондолами и с верхней обшивкой крыла зализами, поэтому настоящими пилонами не являлись.
Узкие стреловидные, т. е. настоящие, пилоны изолированной подкрыльевой установки двигателей были применены в СССР впервые на самолете «150». Вынос гондол двигателей за пределы крыла исключал их взаимное влияние и улучшал тем самым аэродинамику крыла. На практике это дало значительный эффект. По сравнению с мотогондолами, встроенными в крыло (см. чертеж И-215Д), пилонная подвеска хоть и обладала чуть большим сопротивлением, но при этом существенно повышала подъемную силу крыла. Аэродинамическое качество, а значит и дальность полета от этого заметно возрастали. Высоту пилонов лимитировало безопасное расстояние гондол (и их воздухозаборников) от земли во избежание попадания в высоконапорные компрессоры посторонних предметов с ВПП, а также достаточное их удаление от крыла для уменьшения вредной интерференции потока. Передний вынос двигателей был рассчитан как оптимальное расстояние их центров тяжести от оси жесткости крыла. При стреловидности пилонов в 79'30' ТРД выполняли функцию противофлаттерных грузов весом по 1300 кг каждый и эффективно гасили в полете самовозбуждающиеся изгибо-крутильные колебания.
Постройка бомбардировщика началась в 1950 г. на недостаточно подготовленной производственной базе завода № 256. Во время агрегатно-сборочных работ шла реконструкция цехов и лабораторий. Много хлопот в этой обстановке досталось главному инженеру завода Ф. П. Вознесенскому, но машина была построена в срок к 1 мая 1951 г. Летные испытания начались лишь в июле, т. к. самолет пришлось перебазировать на другой аэродром с достаточно протяженной взлетно-посадочной полосой. На новое место в г. Луховицы переехала и летная станция.
Первый вылет и все последующие 15 полетов на бомбардировщике «150» сделал Герой Советского Союза Я. И. Верни-ков. Место пилота-оператора на испытаниях занимал бортинженер Е. Н. Жарков. В полетах принимали участие также штурман и радист. На самолете временно отсутствовало оборонительное вооружение. Испытание машины с пушками было поручено НИИ ВВС. Ведущим инженером на заводских испытаниях от ОКБ был С. Н. Рыбаков, аотЛИИ МАП вместе с летчиком откомандировали ведущего инженера И. Н. Квитко. На полетах нередко присутствовал заместитель главного конструктора П. Н. Обрубов, который до войны был заместителем В. Н. Беляева по дальнему бомбардировщику ДБ-ЛК.
Все выстраданные создателями самолета новшества сработали без серьезных замечаний. Однако были выявлены недостатки и даже странности в поведении машины. Так, обнаружилась продольная неустойчивость по скорости и перегрузке, а на высотах 9-10 тыс. м при полетах на максимальных скоростях самолет был склонен к небольшим плавным продольным колебаниям при неподвижной ручке. Поперечная раскачка на снижении, переходившая во всеосную, была устранена доработкой конструкции (см. выше). Однако полного перечня замечаний испытателей собрать не удалось. 9 мая 1952 г. при заходе на посадку машина неожиданно спарашютировала и упала на грунт раньше полосы, т. к. летчик зашел на посадку против солнца и не справился с самолетом. Было снесено шасси, повреждены двигатели и фюзеляж. Заводские испытания решили дальше не проводить, признав их завершенными. Постройку второго экземпляра прервали, а 30 декабря 1953 г. все работы по изделию прекратили.
Расчетные характеристики по большей части были достигнуты, а некоторые даже превышены. Максимальная скорость у земли 790 км/ч, на высоте 50 м получено около 850 км/ч, на высоте 5000 м - 970 км/ч, на высоте 10000 м - 930 км/ч. Зафиксированная посадочная скорость 210-215 км/ч. Время набора высоты 5000 м - 5 мин., высоты 10000 м - 18 мин. Практический потолок 12500 м. Разбег на ТРД составлял 1200 м, а с применением стартовых твердотопливных ускорителей И. И. Картукова типа 129-1 (тяга 4x2000 кг, время работы 17 с) он сокращался до 700 м. Пробег после посадки 700 м. Дальность полета в зависимости от сочетания топлива и бомбовой нагрузки могла меняться от 1500 км до 4500 км. Наибольшая продолжительность полета - 5,6 часа. Нормальный запас топлива 9000 кг, максимальный с тремя дополнительными баками в бомбоотсеке - 18800 кг. При весе пустого самолета в 26860 кг его нормальный взлетный вес 38 т, максимальный - 47 т, а наибольший посадочный вес 32 т.
Отвечавший заданным тактико-техническим требованиям бомбардировщик «150» дальнейшего развития не имел, т. к. успешное освоение массового фронтового бомбардировщика Ил-28 и удачно проходившие Государственные испытания дальнего бомбардировщика Ту-16 устраняли необходимость машины промежуточного класса. К тому же в условиях разгара «холодной войны» освоение нового типа крупного самолета сочли излишним.