Первый опытный Як-7 представлял собой переделку одного из серийных Як-7УТИ. В задней кабине этого самолета сняли оборудование и установили бронеплиту, баки сделали протестированными с заполнением свободного пространства углекислым газом из баллона. Вооружили Як-7 идентично Як-1: одна центральная 20-мм пушка ШВАК и два синхронных 7,62-мм пулемета ШКАС. Под крылом монтировалась установка из шести реактивных орудий для РС-82.
Когда о проделанной работе сообщили А С.Яковлеву, он, хоть и не сразу, но поддержал ее, и в августе 1941 г. вышли соответствующие документы Государственного Комитета Обороны (ГКО), обязывающие начать выпуск Як-7 на заводах N«301 и №153. Серийное производство нового самолета в Химках началось в сентябре 1941 г., а после эвакуации продолжалось в Новосибирске. До декабря 1941 г. было выпущено 62 истребителя Як-7, после чего его сменил улучшенный вариант - Як-7А.
Як-7А - первая серийная модификация Як-7, которую выпускали на заводе №153 в течение пяти месяцев: с января по май 1942 г. От своего предшественника он отличался рядом усовершенствований. Большое внимание конструкторы уделили тем “мелочам", которые в совокупности оказывали существенное влияние на аэродинамическое сопротивление самолета: хвостовое колесо сделали частично убирающимся; поставили дополнительные створки, полностью прикрывавшие основные колеса шасси в убранном положении; уменьшили радиусы желобов под пулеметы в капоте; ликвидировали отверстия звеньеотводов, установив взамен звеньесборники. Як-7А оснащался радиосвязным оборудованием и имел модифицированную приборную доску. Сдвижную часть фонаря задней кабины заменили откидывающимся фанерным колпаком.
Подобно Як-7, темп производства Як-7А был невысоким. Это объяснялось тем, что параллельно с Яками в учебном и боевом вариантах завод выпускал еще и ЛаГГ-3. В общей сложности было построено всего 277 самолетов Як-7А - более чем скромный показатель. А между тем, этот истребитель хорошо проявил себя в воздушных боях. Например, 434-й
Як-7 в сборочном цехе завода №153. Новосибирск, лето 1942 г.
Раскапотированный моторный отсек Як-7Б
ИАП (впоследствии 32-й Гвардейский) под командованием Героя Советского Союза И.И.Клещева, имея на вооружении Як-7А, сбил на Сталинградском фронте с июня по август 1942 г. 90 самолетов противника.
С Як-7А связан уникальный боевой эпизод. Помощник командира 519-го ИАП ст. л-нт В.А.Башкиров перегонял свой истребитель на новый аэродром. В отсеке за бронеплитой находился механик самолета. В ходе полета летчик заметил одиночный Ju 88, видимо, разведчик. Попытки немцев уклониться от атаки Яка оказались безуспешными: Башкиров настиг "Юнкере” и с дистанции 50 м сразил его. При выходе из атаки советский истребитель внезапно был атакован четверкой FW 190. Благодаря хорошей маневренности Як-7А, Башкиров уклонился от огня первой пары немецких истребителей, а когда, пикируя на большой скорости, один из них проскочил вперед, в короткие мгновения поймал его в прицел и сбил. Тем временем в атаку перешла вторая пара “Фокке-Вульфов". Выбрав момент, Башкиров резко убрал газ и погасил скорость своего Яка. FW 190 опять проскочили вперед, и Башкиров с близкой дистанции открыл огонь из пушки по ведущему. Вражеский истребитель вспыхнул. Пытаясь сбить пламя, немецкий летчик сделал резкий маневр и столкнулся со своим ведомым. От удара оба самолета рассыпались в воздухе. Так в одном бою противник лишился четырех самолетов. В.А.Башкиров благополучно приземлился на своем аэродроме. Механик не пострадал, но натерпелся изрядно.
Буквально через месяц после постройки первого опытного Як-7А на испытания был выпущен новый вариант истребителя - Як-7Б, который отличался целым рядом эксплуатационных и аэродинамических улучшений (в т.ч. лучшей внешней отделкой, подгонкой щитков, зализов, лючков, элементов капота; полностью убирающимся хвостовым колесом; улучшенными всасывающими патрубками). Важным новшеством явились усовершенствованные каналы водо- и маслорадиаторов, давшие, наконец, возможность снять ограничения по максимальным оборотам мотора на любых режимах полета. По сравнению с другими советскими серийными истребителями 1942 г. Як-7Б обладал наиболее сильным вооружением: два 12,7-мм пулемета УБС и 20-мм пушка ШВАК (масса секундного залпа - 2,72 кг). Чтобы компенсировать вызванное установкой более тяжелого оружия смещение центра тяжести, в задней кабине поместили дополнительный 60-кг бензобак. Однако, по мнению летчиков, самолет становился слишком тяжелым, и от этого бака отказались.
Испытания опытного Як-7Б были проведены всего за одну неделю (с 28 января по 5 февраля), после чего последовало решение ГКО о запуске его в серийное производство вместо Як-7А на заводе №153. Истребитель Як-7Б с мотором М-105ПА выпускался с апреля по июль 1942 г. (изготовлен 261 самолет).
Фронтовые летчики, освоив Як-7Б, сочли его лучшим по сравнению с ЛаГГ-3 и МиГ-3. Однако этот истребитель выпускался в очень ограниченном количестве, явно не соответствовавшем потребностям фронта. Для изменения положения по указанию ГКО завод №153 прекратил выпуск ЛаГГ-3 в пользу Як-7Б. Кроме того, его производство в мае 1942 г. освоил московский завод №82, и темп выпуска Як-7Б стал быстро увеличиваться.