В 1987 г. был создан и сертифицирован вариант с увеличенной дальностью полета, повторно получивший обозначение Як-42Д, которое на сей раз закрепилось и проставлялось на борту. Его появление было связано с тем, что исходный серийный Як-42 не мог в полной мере использовать емкость своих топливных баков. Они вмещали 18,5 т топлива, но самолет с полной коммерческой нагрузкой 14,5т мог взять только 8,5 т керосина, иначе взлетная масса выходила за разрешенный предел в 54 т. Соответственно дальность резко снижалась, а с полной заправкой значительно уменьшалась коммерческая нагрузка. Поэтому на Як-42Д максимальную взлетную массу подняли до 56,5 т, провели соответствующее усиление планера, однако внешне самолет практически не изменился. С платной нагрузкой 10,5 т модернизированный лайнер брал на 2,5 т больше керосина, чем базовый вариант, а его дальность с тем же аэронавигационным запасом топлива выросла примерно на 25%, достигнув 2150 км. Были также увеличены максимальная барометрическая высота аэродрома и допустимая боковая составляющая ветра на взлете и посадке. Колеса шасси получили вентиляторы для охлаждения тормозов после посадки.
С 1988 г. Як-42Д строился серийно с салоном на 120 пассажиров, который можно было перекомпоновать в вариант на 104 места с салоном 1-го класса на 8 пассажиров. Из-за увеличения взлетной массы потребная длина ВПП для Як-42Д увеличилась до 2200 м. Хорошие взлетно-посадочные характеристики были достигнуты с помощью отличных несущих свойств крыла. Так, при закрылках, выпущенных на 45°, коэффициент подъемной силы составлял 2,7. Это позволило снизить скорость захода на посадку до 210 км/ч (у Ту-134 – 270 км/ч).
Самолеты Як-42Д подвергались многочисленным доработкам и модернизациям. Так, в 1990 г. была изготовлена и внедрена компоновка салона на 126 пассажиров с добавлением еще одного ряда кресел. Главный конструктор по Як-42 с 1991 г. А.Г. Рахимбаев писал в начале 1990-х гг.: «8 процессе эксплуатации… были проведены работы для обеспечения полетов на международных линиях, по увеличению дальности полета, по снижению шума на местности, по обеспечению посадок no II категории. Были организованы летные испытания в Иране для расширения ожидаемых условий эксплуатации при температуре на аэродроме до 45°С. Испытания проводились летчиками ОКБ им. А. С. Яковлева и ГосНИИ ГА и в г. Абадан, где днем в тени температура достигала 50° С. Эти сложные, но очень интересные испытания прошли успешно. Испытания проводились также в Эритрее, после чего ограничения по высоте аэродрома над уровнем моря были увеличены до 2500 м».
Серийная постройка самолетов семейства Як-42 продолжалась с 1976 до 2004 г. с перерывом в 1982-84 гг. Основная часть выпуска приходится на Саратовский завод. После возобновления производства в 1984 г. Смоленский завод уже не занимался сборкой Як-42, а ограничился поставками на САЗ комплектов крыла и воздушных каналов среднего двигателя.
В неофициальном Интернет-реестре числятся 126 построенных Саратовским заводом Як-42Д. В это число входят и ранее выпущенные Як-42 «без буквы», которые дорабатывались до стандарта Як-42Д во время ремонтов. Известны заводские номера 22 таких экземпляров, т.е. число «изначальных» Як-42Д составляет 104 машины (встречаются и другие цифры).
Данные об общем количестве Як-42 в разных источниках расходятся. В частности, существует разнобой относительно числа машин, построенных в Смоленске. Так, в брошюре об истории завода сообщается, что до приостановки производства в 1982 г. завод «поставил гражданской авиации 15 самолетов, еще два самолета были почти готовы». Кое-где проходит цифра 18 машин (с учетом трех планеров, «проданных САЗу» в 1981 г.). Что касается общего количества выпущенных машин, то обычно приводят число 183. В ОКБ называют 181 машину (без двух опытных). В неофициальном Интернет-реестре указаны 193 заводских номера, включая так и недостроенные самолеты.
Не позже 1990 г. в ОКБ началась работа над Як-42А, ставшим дальнейшим развитием Як-42Д. В документе 1991 г. отмечено, что для обеспечения полетов по зарубежным авиатрассам с соблюдением норм бокового и вертикального эшелонирования на самолете установлены:
– Навигационный комплекс «Ольха-1-01 «(взамен «Ольхи-1»), дополненный двумя радиодальномерами и вторым комплектом ответчика УВД, позволяющим осуществлять самолетовождение с коррекцией счисленных координат по данным радиомаяков VOR/DME или DME/ DME;
– Сдвоенный комплекс высотноскоростных параметров ИК ВСП-1-6МЛ (взамен ИК ВСП-1 -6) с вводом давления в гектопаскалях и футовым высотомером.