Як-3 успешно развивался и как легкий фронтовой истребитель. Дальнейшее улучшение летных качеств фронтового истребителя требовало применения более мощного двигателя, поскольку все резервы снижения веса и улучшения аэродинамики самолета были уже исчерпаны. Еще в 1944 г. на Як-3 был установлен двигатель ВК-107А мощностью 1650 л. с. Скорость Як-3 с ВК-107А достигала 720 км/ч - больше, чем у всех воевавших в то время истребителей.

Вскоре в ОКБ В. Я. Климова был создан новый V-образный двигатель водяного охлаждения -ВК-108, мощность которого достигала уже 1800 л. с. Установка ВК-108 на Як-3 дала очень хороший результат: в начале 1945 г. машина показала скорость 745 км/ч, то есть практически был достигнут предел для поршневого самолета. Это был самый скоростной отечественный самолет с поршневым двигателем.

Но двигатели большой мощности с жидкостным охлаждением не нашли широкого применения на истребителях. В силу некоторых особенностей конструкции создание такого двигателя было сложной задачей. Хотя и существовали мощные двигатели с жидкостным охлаждением (например, советский АМ-42, установленный на штурмовике Ил-10, имел мощность 2000 л. с), но вес и габариты этих моторов были явно не истребительные. Не увенчались успехом и попытки создания мощного двигателя жидкостного охлаждения специально для истребителя, одним из которых стал ВК-108. Даже ВК-107А не отличался большой надежностью.