И все же работу над Як-122 продолжали. В 1958 г. на его базе построили первый прототип разведчика, получившего обозначение Як-27Р. Для улучшения обзора из кабины штурмана носовой конус полностью застеклили по аналогии с доработанным Як-26-1, но в отличие от последнего нижнюю часть остекления выполнили выпуклой. Самолет оснастили модифицированным, отработанным на Як-26-1 и Як-27/27К крылом, переставным стабилизатором и двигателями РД-9Ф.
Второй летный экземпляр Як-27Р несколько отличался от первого. В частности, самолет получил усовершенствованное крыло, на котором изменили профилировку, оставили только внутренние аэродинамические гребни, увеличив их высоту. Размах крыла возрос за счет применения законцовок, вынесенных за балансиры-обтекатели крыльевых опор. Изменился и переплет остекления кабины штурмана. На госиспытаниях разведчик при взлетной массе 12500 кг достиг максимальной скорости 1285 км/ч. После их завершения самолет решили строить серийно. Таким образом, Як-27Р стал единственным из всей ветви «двадцать седьмых», который удалось довести до крупносерийного производства.
По конструкции серийные самолеты, в основном, были аналогичны второму летному прототипу. По сравнению с Як-25Р и Як-122 новый разведчик оснащался более современным фотооборудованием, позволявшим днем при хорошей видимости вести фотосъемку объектов и местности на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Установленный н е п о д - вижно в фюзеляже АФА-41/10 предназначался для мелкомасштабной непрерывной (одиночными кадрами) съемки незамаскированных объектов с высоты 300- 400 м. Им же с высот от 1000 до 16000 м делались снимки для привязки к съемке, произведенной плановыми фотоаппаратами АФА-42/75 или АФА-42/100, установленными на автоматических качающихся установках АКАФУ-ЗЗМ. Самолет оснащался и перспективным фотоаппаратом, в качестве которого использовался АФА-42/75. Снимать можно было и на маневре в диапазоне высот 2000-14000 м при перегрузке до Зд. Для прицельной фотосъемки, а также для визуальной разведки и определения путевой скорости на высотах более 1000 м в кабине штурмана устанавливался прицел ПВ-2Р. В ходе серийного производства состав фотоаппаратуры менялся. Так, АФА-42/100 устанавливались на машинах с нечетными заводскими номерами, а АФА-42/75 - с четными, причем до 12-й серии вместо этого аппарата ставили АФА-37. На серийных разведчиках устанавливались пушка НР-23 с боезапасом 50 снарядов и коллиматорный прицел ПКИ.
