В 1944 году был создан дальний истребитель Як-9ДД, дальность полета которого достигала 2285 км при продолжительности полета 6,5 часа. Самолет был оборудован девятью топливными баками общей емкостью 845 л (630 кг), получив в войсках прозвище «летающая цистерна». Одной из операций, осуществленных советскими летчиками на Як-9ДД, стал 1300-километровый перелет 12 истребителей в августе 1944 года на аэродром в Бари (Италия) для обеспечения сопровождения действий транспортных самолетов по снабжению партизанских отрядов на территории Югославии.
С 1943 года небольшой партией выпускался разведчик Як-9Р, применявшийся в двух вариантах – ближнем, в который, как правило, переоборудовались серийные Як-9, и дальнем, строившемся в заводских условиях на базе Як-9Д. Вариант дальнего разведчика оборудовался аэрофотоаппаратом АФА-ЗС/50, радиополукомпасом, авиагоризонтом, четырьмя бензобаками емкостью 480 кг и имел дальность полета до 1400 км. При этом на части самолетов сохранилось штатное вооружение из одной пушки ШВАК и пулемета УБС, на других устанавливалась только пушка.
Одним из существенных недостатков истребителей Яковлева, по мнению некоторых советских летчиков, была недостаточная огневая мощь – одна 20-мм пушка и один-два пулемета. Относился к их числу и А. Покрышкин, считавший, что «… для борьбы с бомбардировщиками необходимо… как минимум две-три пушки».
Однако хотя советский ас в своих мемуарах утверждал, что его пожелания, высказанные лично А.С. Яковлеву, были восприняты конструктором негативно, было бы ошибкой считать, что в КБ этому вопросу не придавали значения. Еще в апреле 1941 года под руководством К. Виганта был создан самолет И-30, получивший также предварительное обозначение Як-3. Машина имела ряд существенных отличий от И-26 (Як-1) – в том числе такие принципиальные, как цельнометаллическое разъёмное крыло, металлическое хвостовое оперение, шасси улучшенной конструкции, а также козырек фонаря без переплета, предкрылки, посадочная фара и ряд иных. При этом, помимо мотор-пушки на истребитель были установлены два крыльевых орудия ШВАК и пара пулеметов ШКАС. Машину уже готовили к передаче в серийное производство, однако начало войны и последовавшая эвакуация и образовавшийся дефицит алюминия не позволили запустить самолет в серию.
Осенью 1941 года группой инженеров ОКБ Яковлева, занимавшихся организацией серийного выпуска Яков на саратовском заводе № 292, был предложен собственный вариант боевой машины на базе Як-7 УТИ, которая имела только пушечное вооружение по типу И-30. В серию машина не передавалась: помимо сомнений в эффективности такой схемы вооружения при отсутствии пулеметов, сыграла роль и необходимость значительного изменения технологического процесса, и дефицит авиапушек, поставляемых оружейниками.