Истребитель Як-7Б был самой массовой модификацией самолета Як-7. Еще до эвакуации ОКБ А. С. Яковлева в Новосибирск начались работы по усилению вооружения “Яка”. Трехпушечные варианты Як-7 не пошли в серию из-за существенно увеличившегося взлетного веса самолета. Наиболее оптимальным оказался вариант увеличения огневой мощи за счет замены двух синхронных пулеметов на крупнокалиберные УБС. Масса секундного залпа истребителя Як-7Б с 20-мм мотор-пушкой ШВАК и двумя 12,7-мм пулеметами достигла 2,72 кг.

Работы над новым истребителем продолжились после прибытия ОКБ в Новосибирск одновременно с запуском серийного производства самолетов Як-7 на заводе №153. Опытным самолетом стал серийный Як-7А №1413. На истребителе штатные пулеметы ШКАС заменили на УБС. Боекомплект ограничили 400 патронами.

Улучшили аэродинамику самолета. Хвостовое колесо стало убирающимся. У основного шасси появились щитки, которые полностью закрывали убранные колеса. Уменьшили количество лючков и отверстия на фюзеляже, тщательно подогнали места стыков капотов. Сдвижную часть фонаря задней кабины сделали из фанеры. Она стала откидной, а ее края подогнали к фюзеляжу. На самолет установили радиостанцию РСИ-4 и радиополукомпас РПК-10.

Определение летных свойств самолета и отстрел вооружения проводил летчик-испытатель новосибирского завода №153 Н.Я. Симонов. 16 января 1942 г. на пробеге после посадки у истребителя сложилась правая стойка шасси. Кроме погнутого винта самолет не получил серьезных повреждений. Стойка шасси не встала на замок из-за потерявших эластичность резиновых манжет в цилиндре уборки шасси.

С 28 января по 5 февраля 1942 г. проходили совместные заводские и гос. испытания самолета. От ЛИИ машину испытывал Н.С. Рыбко, а от НИИ ВВС А.Г. Кочетков. Истребитель с усиленным вооружением и дополнительным составом оборудования по своим летным характеристикам оказался практически равным УТИ-26-l, а более легкий Як-1 немного превзошел. Максимальная скорость полета у земли 500 км/ч, а на высоте 4850 метров – 580 км/ч. Самолет набирал высоту 5000 метров за 6,5 минут. Такого результата удалось добиться за счет улучшения аэродинамики и тщательной внешней отделки самолета. По результатам проведенных испытаний Як-7Б утвердили эталоном дневного истребителя на 1942 г. НКАП получил рекомендации организовать выпуск таких самолетов на всех серийных заводах, которые выпускали истребители Як-7.

На заводе в Новосибирске сначала внедрили в производство улучшенный вариант истребителя Як-7А 19-й серии, а начиная с 22-й серии, приступили к производству Як-7Б. На заводах №21 и №82 сразу организовали выпуск Як-7Б с двумя крупнокалиберными пулеметами. Як-7 №1413 остался на заводе и использовался для создания дальнейших модернизаций.

Як-7Б М-105ПФ

13 марта 1942 г. вышло постановление Государственного Комитета Обороны №1435сс. Конструкторскому бюро Климова предлагалось форсировать мощность двигателя М-105ПА за счет увеличения давления наддува с 930 до 1050 мм рт. ст. Серийный выпуск новых двигателей предписывалось подготовить к 1 апреля 1942 г.

В марте 1942 г. начались испытания двигателя М-105П с повышенным наддувом (с 910 до 1050 мм рт. ст.) на самолетах Як-7А №1411 и Як-7Б №1413. Як-7Б пилотировал летчик-испытатель ОКБ завода №115 П.И. Федрови. На двух самолетах выполнили 9 полетов продолжительностью 7 часов 45 минут. 29 марта 1942 г. утвердили отчет, в котором рекомендовали в кратчайшие сроки обеспечить возможность длительной эксплуатации на повышенном наддуве вновь выпускаемых моторов М-105П. Летные данные серийных истребителей требовалось довести до летных данных Як-7Б №1413.

15 марта 1942 г. было принято совместное решение НКАП и ВВС организовать пробную эксплуатацию моторов на истребителях Як-1 в 236 ИАП ВВС Западного фронта. Форсирование моторов производилось так же, как на самолете Як-7Б №1413. Регулятор постоянного давления нагнетателя мотора перестраивался на повышенный наддув, за счет этого упрощалось управление двигателем. Рычаг управления мотором перемещали на упор полного газа для получения максимального наддува. Добились устойчивого увеличения скорости полета примерно на 20 км/ч.

На стендовых испытаниях модернизированный двигатель показал взлетную мощность 1210 л.с., номинальную на высоте 700 м – 1260 л.с., на высоте 2700 м – 1180 л.с. Сначала ресурс двигателя уменьшили с 125 ч до 100 ч. Но 24 апреля 1942 г. начались стендовые испытания М-105ПА с наддувом 1050 мм рт.ст. Двигатель успешно их выдержал, проработав до разрушения 203 часа. 11 мая 1942 г. ГКО постановил увеличить срок службы двигателей М-105ПФ до первой переборки до 150 часов. 28 апреля 1942 г. Государственный Комитет Обороны своим постановлением № 1673с обязал завод № 26 в Уфе перейти с 1 мая на выпуск моторов М-105ПФ. Так стали называться серийные двигатели с повышенным наддувом.

Внедрение новых двигателей на заводе № 153 проводилось практически одновременно с началом производства Як-7Б. По постановлению Государственного Комитета Обороны № 1789сс от 19.5.1942 г. полностью перейти на М-105ПФ заводам № 153 и № 82 следовало не позднее 1 июня 1942 г. С истребителей снимали ставшее ненужным управление форсажем двигателя. В июле 1942 г. выпустили специальный бюллетень по замене двигателя на М-105ПФ для Як-7 ранних серий выпуска. Он описывал доработки обтекателя водорадиатора. Для эксплуатации истребителя при температурах наружного воздуха у земли более +24°C систему охлаждения доработали.

В ходе производства продолжали улучшать аэродинамику самолета. По рекомендации ЛИИ НКАП и ЦАГИ стали выпускать истребители с новыми формами гондол радиаторов. В ходе испытаний серийного Як-7Б №3115301 с внедренными изменениями самолет показал скорость 533 км/ч у земли. Максимальная скорость 591 км/ч была достигнута на второй границе высотности мотора. После размещения радиоантенны внутри гаргрота фюзеляжа и киля, а также проведения в ОКБ дополнительных работ по улучшению аэродинамики, скорости выросли до 539 км/ч у земли и до 606 км/ч на второй границе высотности двигателя. Использование индивидуальных патрубков на каждый цилиндр мотора давало дополнительный прирост скорости до 547 км/ч у земли, а на высоте – 612 км/ч. Внутреннее размещение антенны сочли нецелесообразным из-за уменьшения дальности радиосвязи.

В октябре 1942 г. завод №153, а завод №82 начиная с 0915-й серии, стали собирать истребители с плоскими боковыми стеклами козырька фонаря (вместо изогнутых стекол). Завод №153 начиная с 40-й серии, а завод №82 с 11-й серии, начали выпускать самолеты с пониженным гаргротом. С 4611-й серии завода №153 и с 12-й серии завода №82 стали устанавливать зеркало обзора задней полусферы под козырьком фонаря кабины пилота.

На самолетах выпуска завода №82 бронестекла не устанавливались. Начиная с 46-й серии, на заводе №153, подготовили установку бронестекол толщиной 64-мм, которые стали устанавливать спереди и сзади в фонаре кабины пилота с 50-й серии (а с 5225-й серии прекратили).

В конце июня 1942 г. истребители Як-7Б начали массово поступать в войска. На подмосковные аэродромы прибывали самолеты отправленные заводом №153. Затем стали прибывать Як-7Б выпущенные заводом №82 и началась сборка истребителей на заводе №301. Первые серийные самолеты №82 завода в основном отправили на вооружение частей ПВО. Большая партия истребителей выпуска авиазавода №153 пошла на перевооружение полков 288-й ИАД (4 ИАП, 12 ИАП, 287 ИАП и 900 ИАП). В конце августа 1942 г. дивизию отправили на Сталинградский фронт в состав 8-й ВА.

Одним из первых истребители Як-7Б получил 66 ИАП 202 ИАД 1 ВА Западного фронта. В боях с 3 июля по 13 октября 1942 года летчики полка сбили 36 самолетов. Свои потери при этом составили шесть летчиков. 434-й ИАП получил истребители Як-7Б в начале июля 1942 г., а уже 15 июля, в качестве особой авиагруппы для борьбы с бомбардировщиками, полк вошел в состав 8ВА.

Всего с начала выпуска и до июля 1944 года всеми заводами было создано 5358 самолетов Як-7Б. Больше всех выпустил завод №153 – 4033 шт. Завод №82 произвел 1320 самолетов, а завод №21 закончил еще 5 истребителей.