Вся расчалочная конструкция воздушного корабля представляла собой как бы музыкальный инструмент, который требовал постоянного внимания и регулировки тендерами. Но в то же время она давала прочность и необходимую легкость летательному аппарату и обеспечивала высокую весовую отдачу.
Ко всем двигателям был обеспечен доступ в полете. Для этого по нижнему крылу к моторам вела фанерная дорожка. Двигатели крепились на невысоких балках, состоявших из ясеневых полок и раскосов, обшитых по бокам фанерой. В ходе испытаний первого «Муромца» балки крайних двигателей были заменены высокими подмоторными рамами. Под верхним крылом над двигателями подвешивались цилиндрические бензобаки. В носовых их частях находились маслобаки. Трубчатые радиаторы стояли сзади моторов. Запускались двигатели сжатым воздухом.
Первоначально машина имела между коробкой крыльев и оперением еще одно, среднее крыло, расчаленное к кабанам «верхней площадки».
Горизонтальное оперение было несущим и имело относительно большие размеры — около 30 % от площади крыльев. Двухлонжеронный стабилизатор расчаливался к четырехгранному кабану и к вершине пирамиды хвостового костыля. Кабан служил и площадкой, с которой механик мог в полете сделать осмотр и ремонт оперения. Вертикальное оперение было тройное — главное и два боковых. Боковые кили имели угол установки, который на случай выхода из строя двигателя обеспечивал восстанавливающий момент в струе работающих двигателей.
Угол установки горизонтального оперения составлял 5–6 градусов. В сочетании с большим углом установки крыльев (8–9 градусов) это давало положительное продольное V и самолет в полете был устойчив.
Шасси крепилось под средними двигателями и состояло из двух подфюзеляжных и двух парных подмоторных N-образных стоек с полозами, в пролетах которых на шарнирных колодках крепились попарно колеса на коротких осях с резиновой шнуровой амортизацией. 12 колес были по три обшиты кожей. Получились строенные колеса с очень широким ободом. Зимой устанавливались лыжи. Костыль первого «Муромца» представлял собой ясеневый полоз, закрепленный подкосами. Первоначально под фюзеляжем имелись дополнительные полозы — «среднее шасси».
Вся конструкция самолета, как и его схема, для 1913–1914 гг. признавалась передовой, простой для производства и весьма целесообразной. «Муромец» как инженерное сооружение был совершенен в смысле рационального использования материала и экономии веса. По тому времени это было самое настоящее чудо техники.
В ноябре 1913 г. первый «Илья Муромец» — «А» (заводской № 107) был собран в ангаре РБВЗ на Корпусном аэродроме и был готов к испытаниям. После первых пробежек уже стало ясно, что машина обладает достаточной подъемной силой и хорошо реагирует на действия рулями. Сикорский принял решение демонтировать среднее крыло. Дополнительную подъемную силу конструктор решил получить, увеличив площадь стабилизатора, удлинив его хорду почти на метр. 10 декабря 1913 г. был совершен первый полет по прямой в пределах летного поля. На борту кроме Сикорского был только Панасюк. И в этом полете расчетные данные в основном подтвердились, только пришлось скорректировать центровку.
После нескольких пробных подлетов, когда самолет последовательно поднимал 4, 5 и 7 человек, Сикорский поднялся 12 декабря в воздух с десятью пассажирами на борту. Общий вес нагрузки составлял 1100 кг — мировой рекорд.
26 января 1914 г. Сикорский поднялся в воздух с четырьмя пассажирами и впервые описал над Корпусным аэродромом несколько кругов. Через три дня «Илья Муромец» появился над южными окраинами С.-Петербурга. Затем внеаэродромные полеты стали регулярными. Управлять самолетом было значительно приятнее, чем предшественником — «Русским Витязем». «Муромец» плотно сидел в воздухе. Многомоторный гигант хорошо держал курс при остановке одного из моторов. Остановив все моторы, Сикорский уверенно планировал на аэродром. Механик прямо в полете осматривал двигатели на крыле. Тяги воздушных винтов хватало для взлета на лыжах не только со снежной полосы, но и с грязи. 11 февраля самолет стартовал в сторону Пулково, обойдя высоты, развернулся, дошел до Охты, потом пролетел вдоль Невского и Каменноостровского проспектов, сделал круг над Комендантским аэродромом, сбросил вымпел для Аэроклуба и затем вернулся на свой аэродром.
12 февраля 1914 г. воздушный богатырь установил мировой рекорд по максимальному количеству пассажиров, поднятых на борту самолета. На «Муромце» находились 16 человек и аэродромный пес с невинной кличкой Шкалик. Поднятый полезный груз составил 1290 кг.