В декабре 1944 г. – феврале 1945 г. в 130-й ИАД (3-й Белорусский фронт) проходили войсковые испытания истребителя-бомбардировщика Як-9Б. В ходе их самолеты выполнили почти 2500 боевых вылетов, сбросив 356,5 т бомб и проведя 53 воздушных боя. Как видно из этой статистики, средняя боевая загрузка самолета составляла чуть более 140 кг – то есть не дотягивала не только до паспортной цифры в 400 кг, но и до утвержденного по результатам госиспытаний параметра в 200 кг. Официальные результаты ударов по наземным целям были впечатляющими – только уничтоженных автомашин на счет дивизии записали более 1000. Неплохо показал себя Як- 9Б как истребитель – в 53 воздушных боях было сбито 25 самолетов противника (из них 20 «фокке-вульфов» и два «Густава») при потере четырех Як-9Б (еще четыре самолета были подбиты). Однако фронтовые летчики дали Як-9Б невысокую оценку. Они сетовали на отсутствие специального прицела (который и установить-то в кабине одноместного истребителя было негде). Из-за этого приходилось применять простейшие и далеко не самые эффективные способы прицеливания, которые к тому же для разных способов бомбометания существенно различались. Например, при бомбометании с горизонтального полета летчик должен был визировать цель по капоту мотора, наметить впереди цели ориентир и выдерживать по нему курс, а бомбы сбросить спустя три секунды после «подхода цели к носу самолета». Неудивительно, что точность попадания оказывалась низкой. Но не стоит списывать все на недостатки оборудования – ведь и в ВВС других воюющих стран на абсолютном большинстве истребителей-бомбардировщиков и штурмовиков применялись похожие способы прицеливания при бомбометании. Скорее всего, для успеха Як-9Б требовалась специальная подготовка летчиков-истребителей, а обеспечить ее во фронтовых условиях оказалось затруднительно. Кроме того, крайне неудачной была признана подвеска бомб в трубах внутри фюзеляжа – при пикировании с углом 30-50° отмечались случаи невыхода бомб из отсека.
Более успешным оказался опыт боевого применения еще одной специализированной модификации «девятки» – дальнего истребителя Як-9ДД. Применялся он на различных участках фронта, но наиболее успешный эпизод связан с действиями группы из 12 Як-9ДД, выделенных из состава 326-й ИАД для действий с территории Италии. В августе 1944 г., преодолев маршрут в 1300 км, который почти полностью прошел над территорией, занятой врагом, самолеты приземлились на аэродроме Бари. Главной задачей группы стало сопровождение транспортных самолетов С-47, снабжавших югославских партизан. Помимо этого, Як-9ДД привлекались для сопровождения участвовавших в челночных полетах бомбардировщиков В-17 и В-24, взлетавших из Полтавы.
В последние месяцы на фронт успели попасть и новейшие Як-9У с моторами ВК-107А. В октябре – декабре 1944 г. 32 таких самолета проходили войсковые испытания в Прибалтике в составе 163-го ИАП 3-й воздушной армии. Выполнив 398 самолето-вылетов, Як-9У провели всего 26 воздушных боев. 18 из них были результативными – в них пилоты 163-го ИАП сбили 27 FW 190 и один Bf 109G, потеряв две своих машины. Даже если учесть неминуемое завышение свои успехов, результаты испытаний были признаны отличными. Преимущества Як-9У в глазах летчиков полностью компенсировали его недостатки, главными из которых были малый ресурс и повышенная пожароопасность двигателя. К тому же лишь в 1945 г. самолет наконец получил новые радиаторы, позволяющие эксплуатировать двигатель и на форсаже. Встречи с «мессершмиттами», как видно из статистики воздушных побед Як-9У, были довольно редкими. Основным противником был FW 190, в воздушных боях с которым Як-9У имел превосходство благодаря солидному преимуществу по скорости, скороподъемности и маневренности. Это и понятно – ведь более тяжелый «фокке- вульф» являлся многоцелевым истребителем, а Як-9У был оптимизирован для воздушного боя. Поэтому более корректно сравнивать его с аналогичной германской машиной – Bf 109. Вот мнение немецкого летчика Вальтера Вопьфрума (Walter Wolfrum), летавшего почти на всех основных модификациях «сто девятого», начиная с Bf 109В и заканчивая Bf 109К-4: «Наилучшими истребителями, с которыми я встречался в бою, были Норт Америкен «Мустанг» Р-51 и русские Як-9У. Оба истребителя имели явное преимущество в характеристиках над Bf 109 независимо от модификации, включая Bf 109К-4». Однако до окончания войны Як-9У успели получить лишь немногие части (в частности, 42-й гвардейский и 149-й Краснознаменный ИАП). Успел «понюхать пороху» и трехпушечный Як-9УТ, на котором был, наконец, устранен один из главных недостатков массовых модификаций «девятки» – относительно слабое вооружение. Такие машины весной 1945 г. прошли войсковые испытания, сбив в 19 воздушных боях 28 самолетов противника при потере двух своих.