Г‐1 (ИМ-Г‐1) – переходная модель, очень похожая на самолеты серии «В». Отличалась лишь менее развитыми элеронами.
Г‐2 (усиленный, ширококрылый) – от предыдущих модификаций отличался прежде всего мощным защитным вооружением. В хвостовой законцовке фюзеляжа – кабина стрелка со шкворневой установкой пулемета «Льюис». Еще два пулемета на стрелковой площадке в вырезе верхнего крыла (или в люковой установке на крыше фюзеляжа за крылом) и по одному – в окнах фюзеляжа. В целом вооружение обеспечивало почти сферический обстрел, но при этом бомбовая нагрузка сократилась до 170–180 кг, что было слишком мало для столь крупной машины. Построено 8 самолетов серии Г‐2.
Г‐3 – наиболее хорошо вооруженная модификация «муромца». К пяти пулеметам, установленным на Г‐2, добавлен еще один в нижней люковой установке. Усилен каркас фюзеляжа и крыльев, введены некоторые изменения в бензосистему и систему управления. Бомбовая нагрузка – 190 кг. До революции выпущено 8 экземпляров.
Г‐4 – то же, что и Г‐3, но запас прочности силового набора увеличен с 3,5‐кратного до 4,5‐кратного. Весной – летом 1917‐го построено около 10 штук.
«Илья Муромец» серии «Д» (ДИМ) – машина значительно меньших размеров, чем все прочие модификации «муромцев». Носовая часть фюзеляжа полностью остеклена. Двигатели – 4 × «Sunbeam» по 150 л.с. в двух тандемах. Эффективность тандемных силовых установок оказалась низкой, а летные характеристики самолета – неудовлетворительными. Построено 3 экземпляра.
«Илья Муромец» серии «Е» (ИМ-Е) – последняя и самая крупная модификация бомбардировщика. Двигатели «Renault» по 220 л.с. Остекление кабины – по типу ДИМ. Вооружение – до 8 пулеметов: 2 «виккерса», 2 «льюиса» и 3 «мадсена». Экипаж – 7–8 человек. В 1917 г. успели построить и отправить на фронт только 3 экземпляра ИМ-Е. Еще несколько было собрано в 1918 г. из дореволюционного задела.
Первые «муромцы» имели только три огневые точки, которые предназначались главным образом для стрельбы по наземным целям. С появлением у немцев самолетов, вооруженных пулеметами, возникла необходимость обороны воздушных кораблей от атак с воздуха. Число огневых точек на «муромцах» к концу войны было доведено до пяти, а количество пулеметов – до восьми. Были также установлены приспособления, обеспечивавшие возможность ведения огня через двери и окна фюзеляжа. В 1916 г. на самолетах «Илья Муромец» были оборудованы огневые точки в хвосте самолета и на носу фюзеляжа, что обеспечивало полный сферический обстрел. Хорошо продуманная схема стрелкового вооружения давала возможность самолетам «Илья Муромец» всю войну летать на боевые задания без сопровождения истребителей и успешно отражать атаки больших групп немецких самолетов.
Руководство РБВЗ готовило производство для массового выпуска намеченных моделей, а И.И. Сикорский приступил