Окончательно судьба самолета была решена после личного доклада С. Лавочкина И. Сталину. Его результатом стал приказ ГКО № 1786сс от 20 мая 1942 года «О постройке самолета ЛаГГ-3 на заводе № 21» и дублирующий его приказ НКАП «О выпуске самолетов ЛаГГ-3 на заводе № 21», которыми отменялись предыдущие распоряжения о выпуске Як-7, ОКБ Лавочкина возвращалось в Горький, а начальнику 1-го Главного управления НКАП, директору завода и главному конструктору предписывалось «немедленно приступить к изготовлению ЛаГГ-3 с М-82».
В документах новый истребитель первоначально именовался ЛаГГ-3 М-82, или ЛаГГ-5, приказом НКАП от 8 сентября 1942 года ему было присвоено обозначение Ла-5.
Несмотря на то что самолет был построен на базе серийного ЛаГГ, тем не менее установка нового мотора потребовала от конструкторов значительного числа доработок: новой моторамы, лафета установки вооружения, изменения масляной и топливной систем, комплекта приборов, отработать технологию изготовления нового капота, решить проблему возросших нагрузок на органы управления. Заново предстояло изготавливать капот и выхлопную систему, состоящую из патрубков сложной формы.
А. Шахурин в своих воспоминаниях приводил слова профессора А.В. Чесалова из Летно-исследовательского института: «
Уже начиная с августа первые ЛаГГ-5 были отправлены для войсковых испытаний в 49-й иап 1 ВА Западного фронта и в полках 287-й иад 8 ВА на Сталинградском фронте.
Участие в боях показало, что несмотря на значительное улучшение характеристик истребителя, он тем не менее уступает в скорости и вертикальной маневренности истребителям Мессершмитта Bf.109F-4 и Bf.109G-2.
Следующим шагом совершенствования машины стала установка форсированного мотора М-82Ф, способного работать на взлетной мощности без ограничения времени, благодаря чему мощность на высоте 800 м возросла до 1760 л.с. Уже в декабре 1942 года на трех авиазаводах было начато производство Ла-5Ф. Прирост мощности ощутимо улучшил характеристики – скорость возросла до 560 км/ч у земли и 600 км/ч на высоте.
Заменой двигателя изменения не ограничились – в августе 1943 года в войсках появился Ла-5Ф с пониженным гаргротом и прозрачной задней частью фонаря, улучшавшей обзор. Сзади было установлено бронестекло толщиной 66 мм. Фонарь кабины оборудовали долгожданным механизмом аварийного сброса.