В январе 1945 г. начались летные испытания самолета "120" – прообраза будущего Ла-9. В конструкции "120" более широко, чем на Ла-7, применялся металл, но он еще не был цельнометаллическим; крыло имело ламинарный профиль, вооружение усилено за счет установки двух новых пушек НС-23. С двигателем АШ-83 опытный истребитель "120" достиг на испытаниях скорости 725 км/ч; Ла-7 с обычным крылом и двигателем АШ-83 на испытаниях в августе 1944 показал только 701 км/ч – прирост скорости в 24 км/ч произошел на "120" за счет применения ламинарного крыла и улучшения аэродинамики. Следующим шагом к Ла-9 стал самолет "126", испытания которого с декабря 1945 г. по апрель 1946 г. проводили летчики А.В.Давыдов, И.Е.Федоров и А.А.Попов. От "120" он отличался двигателем АШ-82ФН и усиленным четырехпушечным вооружением (4 пушки НС-23 с боезапасом 290 снарядов). Крыло "126-го" имело фанерную обшивку, но уже металлический силовой набор. Следующим шагом стал полностью металлический самолет "130", запущенный в серийное производство под обозначением Ла-9.
Самолет изготовили в Горьком на заводе № 21, после чего его перевезли в Химки. Заводские испытания начались в мае 1946 г., их проводил летчик-испытатель А.А.Попов, ведущим инженером был Л.А.Бальян. 9 июня истребитель предъявили на госиспытания в НИИ ВВС, которые проводились в период с 13 июня по 10 октября 1946 г., летали один из авторов данной статьи летчик-инженер В.И.Алексеенко и летчик-испытатель А.Г.Кубышкин. Трижды испытания прерывались. Сначала устранялись недостатки по устойчивости и управляемости, вторая задержка произошла из-за замены мотора и подготовки к отстрелу бортового оружия. Доводка пушек вызвала третий перерыв в полетах. В программе госиспытаний на самолете "130" было выполнено 112 полетов – ни на одном из испытывавшихся ранее в НИИ ВВС опытных поршневых истребителей не проводилось такого количества полетов! Госиспытания истребитель прошел удовлетворительно и был рекомендован для принятия на вооружение ВВС. Акт по результатам испытаний утвержден Советом Министров СССР 18 октября 1946 г.
В 1947 г. начались войсковые испытания установочной партии из 30 самолетов, а в мае два серийных истребителя прошли контрольные испытания в НИИ ВВС, на которых в целом подтвердились заявленные характеристики. Серийное производство Ла-9 продолжалось в Горьком с 1946 г. по 1948 г. В Улан-Удэ, на заводе № 99, Ла-9 начали выпускать в 1948 г., первые машины собирались из узлов, изготовленных на головном заводе.
