В 1982-84 годах было выполнено, в общей сложности, 250 полетов, в ходе которых не случилось ни одной поломки или серьезного отказа бортовых систем. Была продемонстрирована высокая маневренность штурмовика, минимальный радиус виража составил всего 400м.

В 1984 году самолет перелетел на аэродром ЛИИ МАП (г. Жуковский), где и был поставлен на консервацию в ангар ОКБ им. Ильюшина. К тому времени уже было развернуто полномасштабное серийное производство штурмовиков Су-25, перед которыми Ил-102 не имел сколько-нибудь серьезных преимуществ, за исключением наличия весьма спорного в тактическом отношении оборонительного стрелкового вооружения. В 1986 году программу вновь попытались "реанимировать", однако к тому времени уже изменилась внутриполитическая обстановка в стране, был взят курс на сокращение финансирования "оборонки". Кроме того, было принято принципиальное решение о выводе советских войск из Афганистана. В этих условиях Ил-102 окончательно лишился всякой перспективы. Его "прощальным поклоном" стал Московский авиасалон 1992 года, где Ил-102 на короткое время стал "звездой", после чего окончательно канул в небытие.