Одна из модификаций Як-1 была создана специально для частей противовоздушной обороны. Выпущенный в период 1943–1944 годов в количестве 385 машин Як-1 М-105ПФ МПВО отличался от фронтового истребителя наличием дополнительного оборудования для полетов ночью и в сложных метеоусловиях: фары, вариометра, авиагоризонта, радиополукомпаса.
Дополнительные надежды при совершенствовании Як-1 возлагались на новый двигатель M-106, оснащенный турбонаддувом, благодаря чему его мощность возросла до 1350 л.с. Опытный самолет с двигателем М-106 показал увеличение скорости на высоте 1000 м с 546 до 555 км/ч, на высоте 3000 м с 571 до 596 км/ч, а на высоте 5000 м – с 592 до 606 км/ч, скороподъёмность при этом увеличилась с 800 до 892 м/мин. Однако, как и при испытаниях опытного И-26, конструкторы столкнулись с проблемой перегрева двигателя при длительном полете на высоких оборотах, решить которую так и не удалось. В начале 1943 года было построено 47 самолетов Як-1 М-106, из которых были приняты лишь 19. Устранить дефект в результате так и не удалось.
Появление новых типов истребителей вызвало необходимость создания нового самолета для подготовки летчиков. Эту задачу также поручили Яковлеву как уже имеющему опыт создания учебно-тренировочных машин. Выпуск имеющего двухместную кабину с двойным комплектом управления и вооруженного одним пулеметом ШКАС УТИ-26, в серии получившего наименование Як-7УТИ, начался в апреле 1941 года. В течение полугода было выпущено 186 самолетов, использовавшихся не только как учебные, но и в качестве разведчиков. Позже выпуск учебного самолета был возобновлен под наименованием Як-7В «вывозной» в упрощенном варианте – без вооружения и с неубирающимся шасси. В период с марта 1942 года до декабря 1943 года было построено 510 экземпляров, 87 дополнительно переоборудовано из истребителя Як-7Б.
Летные данные нового учебного самолета оказались столь многообещающими, что по инициативе инженера К.В. Синельщикова, занимавшегося вопросами организации серийного производства Яков, одна из машин была переоборудована в одноместный истребитель. С самолета сняли второй комплект оборудования и средств управления, установили бронеспинку, протектированые бензобаки, вооружили истребитель мотор-пушкой ШВАК и двумя синхронными пулеметами ШКАС, кроме того, предусмотрели пусковую установку шести реактивных снарядов РС-82. Оказалось, что по сравнению с Як-1 новый самолет, получивший название Як-7, имел лучшую продольную устойчивость и управляемость, усовершенствованную конструкцию шасси. Образовавшееся пространство вместо кабины инструктора теперь могло использоваться для перевозки имущества или военнослужащих-техников при перебазировании, размещения дополнительного топливного бака и оборудования, а боевых условиях и для спасения своих товарищей, совершивших вынужденную посадку или будучи сбитыми, выбросившихся с парашютом.