1962年開始設計並制造。1963年1月3日第壹架原型機首飛，原計劃裝庫茲涅佐夫HK-8渦輪風扇發動機，但未能按時交付，所以第壹架原型機暫時改裝留裏卡渦輪風扇發動機，經過近4年的試驗和改進，於1966年投入小批量生產。1967年3月10日開始在國內航線上使用。同年9月，首飛莫斯科至加拿大的蒙特利爾的國際航線。1968年7月加入莫斯科至美國紐約的航線（全長7700千米）。
伊爾-62外形最顯著的特點是采用T形尾翼，後機身左右兩側各並排安排兩臺發動機。由於機尾安裝發動機的位置的影響，采用高平尾布局，增加了垂直尾翼結構的復雜性和重量。機體出現空載與滿載的重心移動距離較大的問題，裝卸貨物時可放下液壓操縱的雙輪支柱支撐後機身。
至1993年停產，伊爾-62***生產276架，主要供前蘇聯民航局使用，先後出口到捷克和斯洛伐克、德國、波蘭、中國、朝鮮、古巴、羅馬尼亞等國***75架。