Обшивка крыла на Як-9 осталась фанерной; при этом носки крыла, имевшие довольно сложную конфигурацию, предварительно изготавливались на деревянной болванке, а затем вся обшивка приклеивалась к специальным фанерным накладкам, закрепленным на металлических полках лонжеронов заклепками. Крыло имело двухлонжеронную конструкцию и состояло из двух консолей, в заводских условиях стыковавшихся между собой по оси самолета. Баки размещались между лонжеронами крыла, крепились стальными стяжными лентами и закрывались дюралевыми крышками. Стойки шасси при уборке складывались в носок крыла по размаху.
Элероны, как и рули, имели металлическую конструкцию с полотняной обшивкой. Крыло снабжалось щитком, отклонявшимся на посадке на 50 градусов. По рассказам бывалых пилотов, щиток иногда использовался в воздушном бою, хотя это и не предусматривалось инструкциями. Небольшое отклонение щитка приводило к росту коэффициента подъемной силы крыла и соответственно сокращало радиус маневра.
Киль и стабилизатор Як-9 имели цельнометаллическую дюралевую конструкцию, фюзеляж - стальную ферменную. Хвостовая часть фюзеляжа обтягивалась полотном, носовая закрывалась большими легкосъемными крышками-капотами, обеспечивавшими при необходимости хороший доступ к элементам оборудования, расположенным в фюзеляже. За кабиной пилота на Як-9 от бывшей второй кабины Як-7 остался большой свободный отсек, который обычно использовался для перевозки механика и наземного оборудования при перебазировании.
Силовая установка Як-9 состояла из 12-цилиндрового V-образного двигателя воздушного охлаждения М-105ПФ с трехлопастным металлическим воздушным винтом ВИШ-105СВ автоматически изменяемого шага. В комплект вооружения истребителя входила пушка ШВАК калибра 20 мм, стрелявшая через полый вал воздушного винта, и синхронный пулемет УБ калибра 12,7 мм, расположенный над двигателем.
Первые серийные Як-9 приняли участие в сражении под Сталинградом. Машина, ничем не отличавшаяся по технике пилотирования от Як-7, быстро осваивалась летным составом. Пилоты Як-9 часто проявляли чудеса героизма и воинского мастерства в воздушных боях с немецкими «мессершмиттами» и «фокке-вульфами».
Развивая боевые возможности Як-9, конструкторы в годы войны разработали множество вариантов и модификаций этого самолета, причем некоторые из них были наделены качествами, вовсе не свойственными истребителю. Так, весной 1944 г. был выпущен… фронтовой бомбардировщик Як-9Б. На этом самолете в закабинном отсеке удалось вертикально разместить четыре 100-кг бомбы. Под обозначением Як-9Б машина строилась серийно и использовалась для уничтожения наземной техники и войск противника. Иногда в бомбоотсеке размещался контейнер с мелкими противотанковыми бомбами.
