Для испытаний государственных в Горький прибыли летчики НИИ ВВС и ЛИИ. Они подтвердили максимальную скорость истребителя 600 км/ч и хорошую маневренность, но отметили перегрев двигателя. Маслорадиатор ЛаГГ-3 не обеспечивал теплосъем с более мощного двигателя. Выручил маслорадиатор для двигателя М-107, который привезли уже заселявшиеся на заводе яковлевцы. Но Яковлев уже приказал опытную машину Лавочкина в цех не пускать, и ее пришлось дорабатывать на стоянке. Через десять дней, отпущенные на устранение недостатков, выявленных на госиспытаниях, новорожденный и единственный Ла-5, уже с новым маслорадиатором под капотом, продемонстрировал свою полную готовность воевать. Он был принят на вооружение 19 мая 1942 г. А на следующий день — новое постановление ГКО и приказ НКАП, отменяющие предыдущие. Задание по выпуску истребителей Як-7 с завода № 21 снять и на заводе развернуть выпуск истребителя Ла-5 с мотором М-82. Главным конструктором завода № 21 назначить Лавочкина С.А.
Конструкторские решения Лавочкина по минимизации изменений обеспечили очень короткий срок подготовки серийного производства нового истребителя. Уже в июне 1942 года строевые летчики начали принимать новые истребители, с первых же дней отлично зарекомендовавшие себя в боях.
В августе и сентябре 1942 года первые полки незнакомых немцам Ла-5 появились в небе над Смоленском и Сталинградом. Там проходили войсковые испытания нового истребителя, получившего индекс Ла-5.
Хотя Ла-5 и был в то время лучшим советским истребителем, его внедрение в серийном производстве протекало драматично и потребовало от Лавочкина чрезвычайного напряжения и упорства.
Сначала выяснилось, что серийные Ла-5 недодают 40–50 км/ч скорости. Оказалось, что зазор между двигателем и его обтекателем не соответствовал чертежам конструктора.
Потом на серийных самолетах появилась тряска из-за некачественной балансировки лопастей винта. И наконец, когда во время заводских летных испытаний два самолета потерпели катастрофу из-за того, что у них сложились крылья, над всем проектом нависла угроза. Но Лавочкин очень быстро нашел причину. Оказалось, что «стахановцы» на сборке внедрили свою «рационализацию». Чтобы облегчить себе процесс стыковки крыльев, они кувалдой предварительно вбивали в отверстия проушин болты большего диаметра, но при этом создавали трещины проушин и предпосылки их разрушения в полете. Когда причины производственных дефектов были устранены, производство Ла-5 начало быстро наращивать темпы. В октябре 1942 года Ла-5 был запущен в серийное производство на заводах в Улан-Удэ и в Нижнем Тагиле. К концу 1942 года фронту было поставлено более тысячи истребителей.