Модель истребителя с форсированным двигателем Швецова АШ-82Ф. В новом двигателе преодолели основной недостаток старого мотора — перегрев головки цилиндров, и одновременно повысили мощность двигателя. Двигатель АШ-82Ф превосходил по мощности АШ-82А на высотах более 1500 м. На высоте 1650 м мощность АШ-82Ф доходила до 1676 л.с., выше 4650 м снижалась до 1450 л.с.

В декабре 1942 г начали выпускать первые Ла-5 с моторами АШ-82Ф. Новые двигатели устанавливали на планеры Ла-5 последних серий выпуска. И только в марте 1943 г. завод №21 в Горьком стал выпускать серийные Ла-5Ф, одновременно с запуском в серийное производство Ла-5ФН.

На Ла-5Ф внедрили фюзеляж с пониженным гаргротом и фонарь кабины пилота улучшенного обзора задней полусферы. Сдвижная часть фонаря стала уже, козырек получил плоскую секцию (позже, в лобовой части, установили бронестекло). Первоначально перейти на выпуск истребителей с новым фонарем руководство завода №21 запланировало на июнь 1943 года. Но руководство ВВС это не устраивало, оно обратилось в НКАП с просьбой ускорить работы, чтобы начали массово сдавать доработанные Ла-5Ф уже в апреле.

21 ноября 1942 Ла-5 №39210101 с мотором М-82Ф прибыл на госиспытания. Двигатель позволял включать форсаж не только на первой, но и на второй скорости нагнетателя. Фюзеляж этого Ла-5 «тип 39» был с пониженным гаргротом. Баков для топлива на истребителе оставили три, а вооружение уменьшили до одной пушки ШВАК и одного крупнокалиберного пулемета БС. Испытания облегченного Ла-5Ф завершились в январе 1943 года. Характеристики облегченного самолета выросли по сравнению с серийными машинами, но практически соответствовали опытным ЛаГГ-5. Максимальную скорость 600 км/ч (на форсаже – 612 км/ч) истребитель показал на высоте 6300 м, на высоте 3600 м — 582 км/ч, а у земли 518 км/ч (на форсаже – 556 км/ч). На второй скорости нагнетателя карбюратор работал неудовлетворительно, свечи не выдерживали длительный форсированный режим. Увеличение скорости с форсажем на второй скорости нагнетателя было невелико, а управление двигателем сильно усложнялось. 9 декабря 1942 года вышло постановление ГКО выпускать самолеты Ла-5 с двигателем М-82 и наддувом на первой скорости нагнетателя 1140 мм. На второй скорости нагнетателя наддув 1050 мм решили не использовать. На самолеты стали устанавливать механизм блокировки регулятора наддува, препятствующий включению форсажа на режимах второй скорости нагнетателя.

После пересчета прочности самолета, за счет облегчения конструкции и снятия части оборудования, взлетный вес уменьшился на 160 кг (по сравнению с Ла-5 М-82А). Значительно выросли характеристики на малых высотах. Скорость у земли увеличилась на 50 км/ч, а на второй границе высотности — на 20 км/ч. На 30 с сократилось время набора 5000 м, а установившийся вираж на высоте 1000 м самолет выполнял быстрее на 2-3 с. Улучшение аэродинамики обеспечила герметизация капотов двигателя и увеличение качества поверхностей и стыков.

На серийных истребителях осталось стандартное вооружение из двух пушек ШВАК. Мачта радиоантенны на первых Ла-5Ф была прямая, как на Ла-5. Позже ее заменили на более широкую, слегка наклоненную вперед радиомачту. Изменили и способ натяжения проволочной антенны.

Мощность двигателя М-82Ф у земли практически не изменилась (по сравнению с М-82А), но существовавший кратковременный форсированный режим стал фактически номинальным. Это позволило не только улучшить летные характеристики самолета, но и упростило ведение боя на чрезвычайном режиме работы двигателя, меньше отвлекая летчика на управление силовой установкой.

С 14 по 20 августа 1943 года истребители Ла-5Ф проходили войсковые испытания в 523 ИАП. Потеряв 9 из 19 истребителей, полк не сбил ни одного самолета противника.