Разведчик Ил-20М ("изделие 17") разработан в ОКБ-240 С.В.Ильюшина в конце 60-х годов на базе пассажирского самолёта Ил-18Д. Самолёт предназначен для вскрытия радиолокационных средств противника в прифронтовой полосе, а также для ведения радиолокационной разведки. Выпускался на авиазаводе №30 "Знамя Труда" в Москве.
Конструкция Ил-20М аналогична базовому самолёту. На борту установллен многоканальный комплекс разведки, работающий одновременно в различных диапазонах. Под передней частью фюзеляжа установлен контейнер с фазированной антенной решёткой РЛС бокового обзора "Игла-1". Блоки РЛС установлены в багажном отсеке. В передней части фюзеляжа по бортам под обтекателями расположены фотокамеры А-87ПА. В передней части обтекателей установлены антенны станции общей радиотехнической разведки "Ромб-4". Антенны станции детальной радиотехнической разведки "Квадрат-2" расположены под фюзеляжем. На самолёте имеется также станция радиоперехвата "Вишня". В салоне оборудованы 8 рабочих мест операторов. Внесены изменения в кислородную систему. Все кресла экипажа приспособлены под парашют. По правому борту вместо люка багажного отсека оборудован люк аварийного покидания, соединённый с салоном шахтой.
Комплекс разведки позволяет вести перспективную радиолокационную съёмку местности, определять месторасположение крупных радиолокационноконстрастных объектов типа плотин, мостов, дорожных развязок, выполнять фотосъёмку местности, осуществлять перехват открытых радиопереговоров. По своим задачам Ил-20М близок к американскому разведывательному самолёту Боинг RC-135.
Серийное производство продолжалось до 1976 года. Всего изготовлено около 20 самолётов. Применялся в Восточной Европе, Закавказье и на Дальнем Востоке.