Для ускорения постройки первого опытного Як-129 по просьбе Адлера был выделен один из имевшихся на летной станции ОКБ серийных Як-26. Переделку закончили в начале 1958 г. И хотя внешне самолет казался очень похожим на доработанный в 1957 г. Як-26-1, это был совершенно новый тип бомбардировщика. Высокое расположение крыла уменьшало кабрирующий момент от тяги двигателей, чем увеличивалась устойчивость машины на взлете и при полете на больших углах атаки. Этому же способствовало увеличение хорд корневой части крыла, что уменьшало влияние скоса потока на горизонтальное оперение и увеличивало его эффективность. Новые закрылки дали большой прирост подъемной силы. Смещение элеронов значительно повысило эффективность поперечного управления на больших скоростях из-за уменьшения упругих деформаций крыла. Применение тормозного парашюта позволило сократить длину пробега. Для повышения угла атаки при взлете заднюю основную стойку шасси оборудовали системой автоматической "просадки".
Як-129 оснастили двигателями Р-11А-300 с тягой на форсаже 4850 кгс. Это была опытная модификация серийного Р-11-300 (применялся на МиГ-21), отличавшаяся от него расположением коробки агрегатов, т.к. предназначалась для установки в гондоле под крылом. Гондолы новых двигателей имели круглое входное отверстие с небольшим центральным конусом. Топливная система опытной машины включала шесть фюзеляжных баков общей емкостью 4025 л.
Первый полет новой машины состоялся 5 марта 1958 г. В воздух ее поднял ведущий летчик-испытатель ОКБ В.М.Волков. С этого дня начались заводские испытания машины, которые проводились на аэродроме ЛИИ и завершились 4 октября. К тому времени новому бомбардировщику присвоили серийное обозначение Як-28. Кроме Волкова, самолет облетали летчик-испытатель завода №30 С.Г.Петухов и ведущий пилот ЛИИ С.Н.Анохин. По сравнению с Як-26 взлетная масса нового бомбардировщика выросла до 12885 кг (при нормальной бомбовой нагрузке 1200 кг и запасе горючего 3200 кг). На форсаже удалось набрать 10000 м за 3,5 мин и достичь максимальной скорости 1500 км/ч. Предполагалось получить потолок в 17800 м, но из-за самовыключения форсажа удалось достичь только 16300 м. Летчики отмечали вполне удовлетворительную устойчивость и управляемость, хорошие взлетно-посадочные характеристики (разбег и пробег составляли от 850 до 950 м). Перекомпоновку носовой кабины одобрили не только заводские пилоты, но и штурманы ЛИИ. В процессе испытаний для улучшения продольной устойчивости у корня крыла и в хвостовой части фюзеляжа установили аэродинамические гребни. Кроме того, по аналогии со вторым опытным Як-27Р удлинили за-концовки крыла, которые стали выступать за балансиры-обтекатели крыльевых опор.
