На учебный Як-7 установили пушку ШВАК и два синхронных пулемета ШКАС, оборудование и управление из задней кабины сняли, а позднее и прозрачный колпак задней кабины заменили на фанерный, оставив закабинный отсек, который использовался для перевозки механика и мелкого инструмента при перебазировании. Этот самолет, названный Як-7А, имел максимальную скорость 560 км/ч, а высоту 5000 метров набирал за семь минут. По летным данным и маневренности он уступал Як-1, который был легче почти на 300 кг, но вполне мог соперничать с Мессершмиттом.

Як-7А впервые появился на фронте в конце 1941 г. и принял участие в сражениях под Москвой. Самолет понравился. Вот как вспоминает о Як-7 испанский летчик Франсиско Мероньо, освоивший его в те трудные дни: «Мне повезло больше, чем другим: я получил истребитель Як-7, поврежденный при посадке, а после ремонта переданный мне. Остальные сели на самолеты МиГ. Они завидуют мне, так как Як легко набирает высоту, хорошо маневрирует и обладает большей скоростью, чем МиГ».

В письмах летчиков высказывалось пожелание о замене пулеметов ШКАС на крупнокалиберные УБС, что было в дальнейшем выполнено. Таким образом секундный залп был доведен до 2,7 кг против 2 кг у Як-1 и ЛаГГ-3 и 1,76 кг у Ла-5. Вариант с пулеметами калибра 12,7 мм назвали Як-7Б. Его-появление на фронте летом 1942 г. значительно увеличило эффективный налет истребительной авиации. А вскоре и двигатель М-105П на Як-7Б заменили более мощным М-105ПФ. Наибольшее число «семерок» было выпущено именно в этом варианте.

Замена двигателя благоприятно отразилась на летных характеристиках машины. В отчете НИИ ВВС по испытаниям самолета было записано: «Из числа испытанных отечественных серийных истребителей лучшим является самолет Як-7 с М-105ПФ как имеющий лучшие летно-тактические данные и более мощное вооружение». Отмечалось также, что по сравнению с самолетом Як-1, хорошо зарекомендовавшим себя на фронте, Як-7Б в конструктивном отношении является более совершенным и перспективным.

Истребитель и далее непрерывно совершенствовали. Хвостовое колесо сделали убирающимся, гаргрот за кабиной пилота для расширения обзора назад срезали по типу Як-1, оставив, однако, закабинный отсек. Самолет оборудовали держателями для наружной подвески двух стокилограммовых бомб или шести реактивных снарядов РС-82. Но благодаря постоянной работе коллектива ОКБ и серийного завода по снижению веса, улучшению аэродинамики, совершенствованию технологии серийного производства и повышению качества изготовления, летные данные Як-7Б не ухудшались, как это бывало с другими самолетами.

Характерно, что Як-7Б последних серий стал даже легче, чем Як-7А, несмотря на усиление вооружения. Он весил на взлете 2965 кг. Скорость на высоте 3650 м достигала 591 км/ч, потолок превышал 10000 м, а дальность составляла 810 км. Высоту 5000 м Як-7Б с М-105ПФ набирал за 5,3 минуты. Летный и технический состав полков, получивших истребитель на вооружение, как правило, быстро и без трудностей осваивали его. Простой в пилотировании, устойчивый на всех режимах полета (качества, заложенные при создании учебного Як-7) самолет был «по плечу» не только опытным, но и молодым летчикам. Пилоты Як-7Б умело использовали его мощное оружие, чтобы победить врага.

В архивах сохранились описания многих боевых подвигов, совершенных отважными советскими летчиками на самолете Як-7Б. Так, летом 1943 г. во время контрнаступления советских войск на Орловско-Курской дуге группа из десяти Як-7Б под командованием капитана К. В. Маношина, вылетевшая на сопровождение штурмовиков Ил-2, встретила в воздухе пятнадцать фашистских истребителей Фокке-Вульф-190. В скоротечном бою было сбито восемь самолетов противника. Три из них сбил лично капитан Маношин. Наши потерь не имели. «Илы» благополучно выполнили свою задачу.

С учетом возникающих в ходе войны потребностей конструкторский коллектив разработал еще несколько модификаций «семерки», оставшихся в опытных образцах. Были построены два варианта Як-7 с тремя 20-мм пушками. На одном из них, созданном на базе Як-7Б, две синхронные пушки устанавливались на месте пулеметов УБС. На другом, названным Як-7М, две пушки устанавливались в крыле. Еще более мощным было вооружение оснащенного мотор-пушкой калибра 37 мм самолета Як-7-37. Эти машины ознаменовали своим появлением дальнейшее развитие советской концепции пушечного истребителя. Остановимся на этом подробнее.