К лету 1942 года, когда напряженность с дюраллюминием спала, было принято решение заменить деревянные лонжероны на металлические. Это давало выигрыш не только в весе, но и в объеме, что позволило значительно увеличить запас топлива и дальность полета. Был также учтен боевой опыт, в частности, в отношении фонаря. Пологий гаргрот, улучшавший аэродинамику, но ухудшавший обзор, на новой модификации сменил фонарь, идентичный Як-1М с пологим гнутым задним стеклом. Ранее подобную переделку по своей инициативе выполняли летчики в авиаполку майора Ф.И.Шинкаренко. Дальность полета Як-7ДИ (так назвали новый истребитель) с двигателем М-105ПФ составила 1310 км. (у Як-7Б — 903 км.)
Новый истребитель, вобравший в себя все лучшее от своих предшественников и опыт войны, при запуске в серию получил индекс Як-9. Серийный истребитель имел убираемое в полете хвостовое колесо, измененные формы масло- и водорадиаторов. Для облегчения самолета с него сняли один УБС, зато почти на каждом самолете теперь устанавливалась радиостанция.
Выпуск Як-9 начался в Новосибирске на ГАЗ № 153, строившем Як- 7Б. По законам военного времени освоение в производстве новой машины не должно было влиять на темп выпуска самолетов. Этому немало способствовало то, что большинство материалов, из которых он строился, вырабатывалось в Сибири. Дюраллюминий применялся в минимальной степени, в основном стальные трубы (ферма фюзеляжа) и сибирская сосна (крылья). Тут же недалеко работали в эвакуации и предприятия, поставлявшие авионику. Через некоторое время завод начал поставлять по 20 самолетов ежесуточно.
Новые истребители сразу отправлялись на фронт, и прежде всего под Сталинград, где в это время гитлеровская авиация имела полное превосходство в воздухе. В сентябре на этом направлении Люфтваффе имели 900 самолетов (500 бомбардировщиков и 400 истребителей). Советские ВВС располагали 192 исправными самолетами. Одними из первых Як-9 получили летчики 434 полка под командованием майора И.И.Клещева. Этот полк был в некоторой степени элитным — в него подбирались летчики-асы и опытные инструктора. "Шефом" полка был Начальник инспекции ВВС Красной Армии полковник Василий Сталин. Он и возглавил полк после гибели Клещева и расформирования Инспекции ВВС. Под командованием Сталина этот полк позже, в 1943 году на Калининском фронте, стал Гвардейским. Этому немало способствовали боевые успехи полка под Сталинградом.
А пока, осенью 1942 года, молодым летчикам сложно было противостоять отборным асам Люфтваффе. Здесь истребитель Як-9 и встретился с Bf 109F и новейшим тогда, только что прибывшим под Сталинград, Bf 109G-2 Первые бои показали, что в опытных руках Як-9 превосходит немецкие самолеты по летным данным. Облегченный истребитель мог теперь на равных драться с "Мессершмитом" на вертикалях (излюбленная манера немецких пилотов). Время набора высоты 5 тыс. метров у Яка составляло 4.9 мин, у Bf 109F — 5.4 мин, у Bf 109G-2 — 5 мин. На высоте 3000 метров, где в основном шли бои, Як-9 затрачивал на боевой вираж 19–20 секунд, в то время как противник затрачивал на это 22–23 секунды.
