В конструкции Як-ЗУ использованы многие элементы серийного Як-3 - например, крыло, силовая ферма фюзеляжа и т. д. Фюзеляж цельнометаллический с дюралевой обшивкой. Крыло было «раздвинуто» по размаху на 200 мм. Оперение цельнометаллическое. Обшивка рулей-полотняная, элеронов - дюралевая.

Вооружение -две синхронные пушки Б-20С калибра 20 мм. Это меньше, чем на Ла-7 или Ла-11, но опыт войны доказал, что отличная маневренность в сочетании с высокими летными характеристиками вполне компенсировала отсутствие лишней пушки.

Як-ЗУ представлял собой хороший боевой истребитель, который в кратчайшие сроки можно было бы запустить в серию. Но его первый полет состоялся 12 мая 1945 г. Война кончилась, за границей уже летали реактивные самолеты, и бесперспективность даже самого лучшего поршневого истребителя к тому времени стала очевидна.

Летчик П. Я. Федоров совершил на Як-ЗУ несколько десятков испытательных полетов, затем работы по новым поршневым истребителям в ОКБ А. С. Яковлева были прекращены, самолет не доводился, а результаты испытаний даже не обрабатывались. Все силы ОКБ уже были сосредоточены на создании реактивного истребителя. Осенью 1945 г. был готов к полетам реактивный Як-15. Но история Як-ЗУ на этом не закончилась. В конце 1945 г. на базе Як-ЗУ был создан другой самолет: двигатель АШ-82ФН заменили на легкий АШ-21, установили вторую кабину, изменили состав вооружения. Этот учебный самолет, названный впоследствии Як-11, выпускался большими сериями и пользовался заслуженной популярностью у летчиков.