Самолет оснащался радиостанцией РСИ-4 и пилотажно-навигационным оборудованием, позволяющим проводить полеты в сложных метеоусловиях и ночью.

Проектирование машины начали еще в конце 1940 г., почти одновременно с И-30, однако Яковлев, будучи заместителем Наркома авиационной промышленности, считал, что в серийное производство следует запускать уже достаточно хорошо отработанный к тому времени И-185 конструкции Н. Н. Поликарпова с тем же мотором М-82. Нецелесообразно было, имея И-185, распылять силы и средства на постройку второго аналогичного истребителя в условиях начального периода Великой Отечественной войны.

Работы по Як-7-М-82 разворачивались крайне медленно, а все силы ОКБ были сосредоточены на доводке и обеспечении серийного производства истребителей с двигателями жидкостного охлаждения. Тем не менее самолет был построен и во время эвакуации ОКБ в 1941 г. перевезен в Новосибирск, где летчик-испытатель П. Я. Федрови в конце февраля 1942 г. поднял его в первый испытательный полет.

Взлетный вес самолета составил 3260 кг - больше, чем у серийного Як-7 (за счет более тяжелого двигателя и вооружения), но нагрузка на мощность у нового истребителя была всего лишь 1,9 кг/л.с. (против 2,5 кг/л.с. у Як-7). По технике пилотирования Як-7-М-82 практически не отличался от серийного Як-7, оставаясь таким же простым, но вертикальный маневр (одно из главных слагаемых победы в воздушном бою) стал значительно лучше.

Во время испытаний была получена скорость 571 км/ч на высоте 2860 м, 5000 метров Як-7-М-82 набирал за 5,5 минут. Потолок превышал 10000 метров. Интересно сравнение этого самолета с опытным Ла-5: при более мощном вооружении и примерно той же дальности полета Як-7-М-82 весил на 100 кг меньше Ла-5 и превосходил его по скорости на 30 км/ч.

К сожалению, летные качества Як-7-М-82 не были реализованы в полной мере, так как при установке М-82 на Як-7 было принято решение не увеличивать высоту шасси, и воздушный винт для обеспечения требуемого клиренса до земли пришлось подрезать. Заводские испытания затянулись, а когда выяснилось, что в серию уже запущен Ла-5, все работы по Як-7-М-82 были прекращены, на государственные испытания самолет не передавался.

Разумеется, даже самый совершенный поршневой двигатель не мог в полной мере решить проблему достижения больших скоростей. Новые перспективы должен был открыть реактивный двигатель.

К началу 40-х годов в СССР уже существовали и прошли экспериментальную отработку в полете два типа реактивных двигателей: прямоточный воздушно-реактивный (ПВРД) и жид-костно-реактивный (ЖРД). Начавшаяся война остро поставила вопрос о создании истребителя-перехватчика со скоростью полета свыше 800 км/ч. Первым самолетом, достигшим такой скорости, стал БИ-1 с жидкостно-реактивным двигателем Д-1А.

Существенным недостатком самолетов данного типа была малая продолжительность полета, обусловленная чрезвычайно высоким расходом топлива двигателем.

Учитывая результаты испытаний БИ-1, в ОКБ А. С. Яковлева был разработан проект нового скоростного перехватчика под названием Як-7Р. Этой работе предшествовал тщательный анализ возможностей силовых установок различных типов. В результате была выбрана комбинированная силовая установка, состоящая из поршневого двигателя М-105ПФ, ЖРД Д-1А конструкции Л. С. Душкина и двух ПВРД ДМ-4 конструкции И. А. Меркулова. Принцип работы ПВРД таков, что развиваемая им тяга и расход топлива существенно зависят от скорости полета. Причем чем выше скорость, тем больше тяга и меньше расход топлива.

Двигатель ДМ-4С, построенный для Як-7Р в 1942 г., мог развивать требуемую тягу на скоростях около 800 км/ч. При этом поршневой двигатель должен был обеспечить большую продолжительность полета, ПВРД - экономичный полет на высоких скоростях, а ЖРД - разгон самолета до скорости 800 км/ч и быстрый набор высоты.

Однако проект Як-7Р не был реализован, но в 1944 г. решено было провести летные испытания прямоточных ДМ-4С. Для этой цели построили экспериментальный самолет на базе серийного Як-7Б. Два ДМ-4С подвешивались под крыльями. В отсеке за кабиной пилота была смонтирована аппаратура контроля работы силовой установки и оборудовано место инженера-испытателя. Вооружение снято. Взлетный вес при этом составил 2978 кг. ПВРД ДМ-4С работал на бензине, забираемом из основных бензобаков. Вес одного ДМ-4С - 45 кг.