Модификация Як-7-37 появилась в августе 1942 года. На ней 20-мм пушку ШВАК заменили мощной 37-мм пушкой Шпитального МПШ-37. Эти истребители проходили войсковые испытания на Северном фронте в 42 ИАП Бориса Шинкаренко. Пушка действовала безупречно, а одного снаряда обычно было достаточно чтобы уничтожить истребитель – попадание в бензобак вызывало взрыв, а в крыло – появление пробоины площадью свыше 1 м2. Хотя было построено только 22 Як-7-37, начиная с 1943 года тысячи истребителей Як-9Т получили такое же вооружение.

Стремясь увеличить дальность полёта, Яковлев разработал истребитель Як-7Д. а затем Як-7ДИ. Эти машины имели крыло новой конструкции и топливную систему увеличенной ёмкости. На Як-7ДИ в целях снижения веса был снят один пулемёт УБС, Этот самолёт был запущен в производство под обозначением Як-9.

На новой модификации использовался такой же мотор М-105ПФ мощностью 1180 л.с,, как и на Як-7, но в конструкции вместо дерева стал широко использоваться дюраль, что позволило снизить вес и увеличить прочность самолёта. Вооружение состояло из одной 20-мм пушки ШВАК и одного (левого) 12,7-мм пулемёта УБС, как на Як-7ДИ. Скорость Як-9 увеличилась до 600 км/час на высоте 4260 м. Потолок составлял 11125 м, а высоту 5000 м самолет набирал за 5,1 минуты. Время виража составляло 16-17 секунд.

Аскетичная кабина серийного Як-7.

Пилот по фамилии Серов из 26 ГИАП позирует перед своим Як-9 в полном зимнем облачении, включая стандартные ботинки на собачьем .меху и спасательный жилет,, Ленинградский Фронт.

Як-71) 29 ГИАП на аэродроме Углово под Ленинградом, конец 1942 года. Капоты большинства самолетов закрыты чехлами, защищавшими моторы от холода.

Як-9 был запущен в серийное производство на заводе в Новосибирске в октябре 1942 года, а первые самолёты уже в декабре поступили на вооружение 42 ИАП, участвовавшего в советском контрнаступлении под Сталинградом. В январе 1943 года к выпуску Як-9 приступил завод № 166 в Омске, а завод № 82 продолжал производство Як-7 до начала 1944 года. Когда он переключился на постройку Як-9У. До конца войны было выпущено 14579 Як-9 различных, модификаций. Производство истребителя завершилось в 1948 году, к этому времени было построено 16769 Як-9.

После выпуска всего 500 Як-9, на конвейерах его сменила модификация Як-9Т. На этом самолёте 20-мм пушку ШВАК заменили 37-мм пушкой НС-37. Увеличение массы вооружения (со 168,3 до 315,5 кг) и большая отдача пушки потребовали усиления конструкции фюзеляжа. Кабину пилота перенесли на 0,4 м назад. Скорость и маневренность самолёта незначительно ухудшились. Поскольку боезапас пушки составлял 30 снарядов, пилоты использовали пулемёт УБС для пристрелки, после чего давали короткую очередь из двух-трех снарядов из НС-37. Пушка была очень грозным оружием – двух попаданий было достаточно, чтобы уничтожить любой тип вражеских самолётов.

Хотя пилот выжил в этой аварии, его Як-9 придется списать.

Еще один пилот в зимней экипировке на крыле Як-9.

Первые серийные Як-9Т появились в марте 1943 года, а в период с 5 июля по 6 августа они проходили войсковые испытания в составе 16-й Воздушной Армии под Курском. 34 Як-9Т сбили 49 из 110 самолётов противника, уничтоженных Воздушной Армией, потеряв 12 самолётов. Для сравнения, другие подразделения, вооруженные истребителями Яковлева, потеряли за тот же период втрое больше машин.

Первоначально на Як-9Т летали командиры подразделений и эскадрилий, а затем ведущие пар. Ведомыми были обычные Як- 9 с 20-мм пушками, в задачу которых входило прикрытие Як-9Т. Эта модификация была одной из самых популярных, было построено 2748 самолётов. Позднее, в 1945 году, появился Як-9К с ещё более мощным вооружением – на нём была установлена 45- мм пушка НС-45. Это было очень мощное орудие, но оно имело очень сильную отдачу, которая постепенно разрушала планер истребителя, а также большой вес, негативно сказывающийся на скорости и маневренности. Было выпущено всего 53 Як-9К. Хотя Як-9К мог успешно действовать против целей на земле, основной его задачей была борьба с бомбардировщиками противника – к тому времени это были в основном Fw 190 Jabo. Для их уничтожения мощность 45-мм снаряда была чрезмерной, что возможно также стало одной из причин прекращения выпуска. Як-9К.

Модификация Як-9Д имела увеличенную вместимость топливной системы, дальность полёта истребителя возросла с 660 до 900 км. Но увеличение веса топлива сказалось на лётных характеристиках истребителя, а недостаточная защита топливных баков сделала его более уязвимым. Як-9Д в полках использовались вместо Як-9 других модификаций, что вызвало ряд проблем. Як-9Д не могли совершать полёты на полную дальность, поскольку их были не способны сопровождать остальные истребители, которым, в свою очередь, приходилось лететь на пониженной скорости, чтобы не ломать строй. Як-9Д не пользовался особой популярностью, и многие пилоты летали на нем с пустыми дополнительными топливными баками. Обычно эти истребители доставались молодым пилотам. Всего было выпущено 2934 самолёта этой модификации.

Эти Як-9Т/М неизвестного подразделения, базировавшиеся в Прибалтике, отличались широкими полосами (возможно, красными и белыми) на коках винтов – окраска нетипичная для советских истребителей.

Як-9ДД из 236 НАД был сфотографирован в Бари, Италии, осенью 1944 года, в то время когда дивизия оказывала поддержку сторонникам Тито в Югославии.

В 1944 году был создан Як-9ДД, построенный в количестве 399 машин. Этот истребитель мог нести ещё больше топлива, дальность полёта увеличилась до 1300 км, но за это пришлось заплатить существенным ухудшением летных характеристик. В августе 1944 года группа таких самолётов совершила беспосадочный перелёт из Бельцов в Бари, Италия, чтобы обеспечить воздушную поддержку югославским партизанам Тито.

По-видимому, самым нелюбимым среди пилотов был Як-9Б, способный нести в отсеке за кабиной четыре 100-кг бомбы (или эквивалентное по весу количество противотанковых авиабомб). Было построено немногим более 100 самолётов этого типа.