В начале 1956 г. серийный экземпляр Як-25К №1608, согласно приказу МАП от 5 ноября 1955 г., переоборудовали под опытные ракеты «типа 129» системы К-75. При этом на самолете установили доработанную под новую систему РЛС «Изумруд» и оптический прицел АСП-ЗНМ, а также автоматы подачи топлива АУПТ. Испытания комплекса Як-25К-75 проходили с 5 марта по 10 июля 1956 г. Их проводили ведущий летчик- испытатель Ф. Л.Абрамов, летчик-испытатель Е.Н.Пряничников, штурманы Г.Н.Улехин и В.И.Макаров. Всего выполнили 23 полета общей продолжительностью 16 ч 34 мин. При взлетной массе 8830 кг (четыре ракеты - 324 кг, топливо - 2650 кг) скорость на высоте 5000 м составляла 1000 км/ч, на 10000 м - 950 км/ч, а при пологом снижении с 11000 м самолет разогнали до скорости М=1,07. Практический потолок снизился до 13600 м, время набора высоты 5000 м увеличилось до 2,5 мин, а 10000 м - до 6,0 мин. Устойчивость и управляемость самолета практически не отличались от серийного Як-25М. Программа выполнялась в основном с макетами ракет, но в трех случаях выполнили одиночные реальные пуски в горизонтальном полете на высотах 5000 и 12000 м. Дальность обнаружения цели типа Ил-28 на высотах от 5000 до 8000 м составляла 7-7,5 км, а уверенный захват происходил на расстоянии 4-4,5 км. В целом самолет получил хорошую оценку, но после проведения полного цикла испытаний комплекса К-75 его на вооружение принимать не стали.
Испытывался и комплекс перехвата Як-25К-7л, ракеты которого имели большие габариты и массу по сравнению с РС-1У и «129», поэтому число подвесок пришлось уменьшить вдвое. Комплекс постигла та же участь, что и Як-25К-75.
К концу 1956 г. ОКБ-4 подготовило к испытаниям систему К-8. Входившая в нее ракета имела тепловую головку самонаведения типа С1-У. Отработка комплекса и его заводские испытания проводились на четырех перехватчиках, в том числе двух переоборудованных Як-25К (№0119 и №1110). На самолеты установили доработанную под систему К-8 РЛС «Сокол-2К», два пилона, другое оборудование. Для определения оптимальной конфигурации пусковых устройств исследовались их различные варианты: самолет №1110 оснастили пилонами с передним выносом, а №0119 - с задним. В некоторых документах машина №1110 обозначалась Як-250 К-8, т.е. как серийный перехватчик Як-25К с системой вооружения К-8. За период испытаний на Як-25К-8 выполнили 111 полетов, в том числе 72 - с ракетами, и произвели 42 пуска (из них 2 - по мишеням). Система К-8 по сравнению со всеми предыдущими оказалась наиболее удачной, и ее предполагали установить сразу на нескольких истребителях, в том числе на Як-27, И-75 ОКБ Микояна и на ряде машин ОКБ Сухого. Принимать на вооружение комплекс Як-25К-8 при уже проходивших испытания прототипах более совершенного перехватчика Як-27 не имело смысла.
Як-25/1 для отработки аварийного сброса фонаря
ЯК-25Л для отработки систем аварийного покидания
Самолет-мишень Як-25МШ на испытаниях в ЛИИ
Опытный Як-125 на заводских испытаниях
Опытный ЯК-25РМ
В 1957 г. на базе Як-25М путем снятия вооружения, РЛС, большей части оборудования и установки аппаратуры радиоуправления и исполнительных механизмов был получен беспилотный самолет-мишень Як-25МШ. Управление им осуществлялось с летящего рядом самолета. Серийно Як-25МШ не строился, но после снятия с вооружения Як-25/25М часть из них была переоборудована подобным образом.
В общей сложности с 1954 г. по 1957 г. в Саратове было построено 480 «двадцать пятых», включая 406 Як-25М и 7 опытных самолетов. Большой вклад в освоение и выпуск самолета внесли директоры завода А.И.Шибаев, Б.А.Дубовиков, главный инженер М.Я.Мирошниченко и представители ОКБ-115 В.И.Емельянов, В.Ф.Ивашкевич и В.А.Стаурин.
Немало Як-25 использовались для отработки в воздухе различных систем и агрегатов (как сказал кто-то из летчиков ЛИИ, «у нас Як-25 как тракторов на колхозном поле» ). Один из первых серийных перехватчиков был переоборудован в лабораторию Як-25Л (бортовой номер «01») для испытания катапультируемых кресел, стреляющих механизмов и высотного снаряжения экипажа. При этом двухместную кабину разделили на две одноместные, а на консолях крыла установили киноаппаратуру. Для безопасности катапультирования фонарь задней кабины отсутствовал. На самолете с бортовым номером «18» испытывали систему аварийного сброса фонаря. На машине с бортовым «21» отрабатывали элементы противообледенительной системы силовой установки бомбардировщиков ЯК-28И/28Л. Для этого передние части гондол штатных РД-5А удлинили по аналогии с гондолами двигателей Р-11АФ2-300, а в носовой части самолета с правой стороны закрепили водораспыливающую решетку. Применялись Як-25 и для доводки новых двигателей, в основном тех, которые предполагалось устанавливать на дальнейших модификациях машины.