Maszyna prawdopodobnie zachowała dwa lotnicze aparaty fotograficzne umieszczone w przedniej części kadłuba ale wymieniono je na nowsze wersje. System samoobrony samolotu składa się z wyrzutni pułapek termicznych i radiolokacyjnych nabojów zakłócających umieszczonych w owiewkach z boku kadłuba po obu jego stronach. W owiewce znajdują się cztery kasety mieszczące 32 ładunki kalibru 26 mm i jedna kaseta z czternastoma ładunkami kalibru 50 mm. W skład systemu wchodzi również stacja ostrzegawcza działająca w ultrafiolecie z czujnikami umieszczonymi z przodu i z tyłu kadłuba. Tak zmodernizowana maszyna otrzymała oznaczenie Ił-20MS. Zmiany wprowadzono na egzemplarzu o numerze seryjnym 116-03, który wcześniej przeszedł remont w zakładach ARZ 20. Tak zmodernizowany samolot został oblatany w lutym 2014 roku. Planowana modernizacja miała objąć większość pozostających w służbie samolotów Ił-20, z drugiej jednak strony plany może pokrzyżować brak środków finansowych na jej przeprowadzenie w większej skaliPiotr Butowski, Modernizacja samolotu rozpoznawczego Iliuszyn Ił-20, „Lotnictwo”, nr 1 (2015), s. 56–57, .