Его разработка началась еще в 1983 г. под руководством генерального конструктора А. С. Яковлева и имела первоначально целью создание перехватчика КВВП для базирования на авианесущих крейсерах «Киев», «Минск», «Новороссийск» и «Адмирал Горшков» (ранее носивший название «Баку») и способного противодействовать основным корабельным самолетам вероятного противника. Тактико-техническим заданием для него был определен круг решаемых боевых задач – перехват воздушных целей во всем диапазоне высот полета, завоевание превосходства в воздухе, уничтожение наземных и надводных целей. Новый самолет должен был обладать примерно такими же характеристиками и оборудованием, как и МиГ-29, включая общую для этих самолетов РЛС и пушку.
Рабочее проектирование СВВП Як-141 началось в 1985 г. под руководством главного конструктора В. Н. Павлова при участии генерального конструктора А. Н.
Дондукова и его заместителя В. Г. Дмитриева. Было построено четыре опытных самолета Як-141: два для летных испытаний и два для наземных (один для статических испытаний и один для отработки силовой установки). Была также начата постройка двухместного тренировочного варианта. Первый опытный самолет, пилотируемый летчиком-испы- тателем А. А. Синицыным, совершил первый полет 9 марта 1987 г. по-самолетному, взлетая с разбегом, а полеты на режиме висения были выполнены на втором опытном самолете в конце 1984 г., на котором 13 июня 1990 г. был совершен полет по полному профилю с вертикальным взлетом и посадкой.
Базирование СВВП Як-141 предусматривалось на ТАВКР «Адмирал Горшков», на котором была удлинена полетная палуба, установлен газоотбойный щит и подпалубные газоотводящие колодцы. 21 сентября 1991 г. А. А. Синицын впервые посадил первый опытный самолет Як-141 на палубу ТАВКР, второй опытный самолет посадил В. А. Якимов, начав испытания по определению совместимости самолета и его систем с кораблем. Однако 5 октября при подходе к кораблю В. А. Якимов не сумел погасить скорость самолета, самолет ударился о палубу, начался пожар, летчик успешно катапультировался и не пострадал, но самолет был разрушен, а испытания были прекращены.
К концу 1992 г. обе летные машины налетали 210 ч и выполнили 250 полетов, в ходе которых А. А. Синицын достиг максимальной скорости, соответствующей числу М=1,8, и установил 12 мировых рекордов скороподъемности и высоты полета для СВВП с грузом в одну и две тонны, превысив достижения, ранее принадлежавшие английскому истребителю «Харриер». В число этих рекордов входит максимальная высота полета 13 100 м с нагрузкой 1000 кг и 2000 кг («Харриер» в 1979 г. достиг высоты 8674 м). Время набора высоты 3000, 6000, 9000 и 12 000 м составило, соответственно 62, 6, 74.8, 89,5 и 116,2 секунды с нагрузкой 1000 кг и 68,6, 88.9, 109,9 и 130,5 секунды с нагрузкой 2000 кг при максимальной вертикальной скороподъемности около 250 м/с.
Разработка самолета Як-141, значительно опережающего зарубежные разработки, была долгое время засекречена. Только 15 июня 1991 г. на 39-м авиакосмическом салоне в Париже на стенде ОКБ им. А. С. Яковлева была показана модель самолета и видеофильм о его полетах, а с докладом о создании Як-141 выступил генеральный конструктор А.Н. Дондуков. Первая демонстрация опытного самолета Як-141 за рубежом состоялась в сентябре 1992 г. на выставке в Фарнборо, вызвав восторженные отзывы в печати, а в России – на выставке МАКС-93. Самолет получил кодовое название НАТО «Фристайл».
Французский журнал «Air et Cosmos/Aviation Magazine» 21-27.IX. 1992 в статье «Як-141 по-прежнему не имеет себе равных на Западе» подчеркивал, что «самолет потому привлек к себе столько любопытных, что подобных ему на Западе не существует. Это действительно единственный в мире сверхзвуковой самолет, способный выполнять вертикальный взлет, в то время как англичане и американцы еще только занимаются исследованиями в этой области».