Однако стремление унифицировать конструкцию серийных Як-9 было, безусловно, верным. В результате усилий, предпринятых в этом направлении специалистами новосибирского авиазавода № 153, появился Як-9М. Самолет представлял собой развитие Як-9Д с фюзеляжем, выполненным по типу Як-9Т, то есть с кабиной пилота, сдвинутой назад на 0,4 м. Кроме того, были внедрены многие улучшения, необходимость в которых выявила эксплуатация. Як-9М стал одним из самых многочисленных истребителей советских ВВС. Он выпускался серийно с мая 1944 г. по июнь 1945 г. Общее число построенных самолетов составило 4239 экземпляров. В строевых частях, да и во многих официальных документах тех лет, Як-9М, подобно Як-9Д, чаще называли просто Як-9.
По своим летным и пилотажным характеристикам Як-9М вначале почти не отличался от Як-9Д. Но в конце 1944 г. на самолет начали устанавливать более мощный и менее высотный мотор ВК-105ПФ-2, что дало некоторое увеличение скорости и улучшение скороподъемности на небольшой высоте. К сожалению, летные характеристики Як-9М с ВК-105ПФ-2 автору пока обнаружить не удалось. Возможно, самолет просто не проходил испытаний на определение летных данных.
На базе Як-9М конструкторы КБ Яковлева создали Як-9С с двигателем ВК-105ПФ-2. Главным образом этот самолет отличался вооружением, которое включало мотор-пушку НС-23 и две синхронные пушки Б-20С. Госиспытания машины завершились в сентябре 1945 г. и показали, что летные данные не удовлетворяют современным требованиям. В серийное производство истребитель решили не запускать,
В 1944 г на фронт стали поступать бомбардировщики Ту-2, максимальная дальность полета которых более чем в 2 раза превышала дальность самого распространенного на Восточном фронте бомбардировщика Пе-2. С появлением Ту-2 советская фронтовая авиация получила возможность наносить удары по целям, находящимся сравнительно далеко от мест базирования. Естественно, для обеспечения таких рейдов был необходим специальный истребитель сопровождения, поскольку дальности даже четырехбачного Як-9Д уже не хватало. Такая машина требовалась и для проведения воздушных операций совместно с авиацией стран антигитлеровской коалиции. Для решения комплекса новых задач в КБ Яковлева модернизировали Як-9Д. Создатели самолета остались верны идее размещения топлива не в подвесных баках, а во внутренних обьемах. Продемонстрировав буквально чудеса конструкторского мастерства, они смогли почти на треть увеличить запас топлива на борту: 630 кг бензина заливали в восемь крыльевых баков, в то время как четыре бака Як-9Д вмещали 480 кг, а два бака Як-9 – 320 кг.
Помимо измененной топливной системы и доработанного крыла, новый сверхдальний истребитель, получивший обозначение Як-9ДД, отличался усовершенствованным приборным и радиосвязным оборудованием, обеспечивавшим проведение боевых операций на большом удалении от баз и в плохих метеоусловиях, Вооружение Як-9ДД осталось стандартным – 20-мм пушка и 12,7-мм пулемет, однако кабина летчика, как и у Як-9Т, была сдвинута назад на 0,4 м.
Як-9ДД вышел на испытания в апреле 1944 г. Ввиду очень большого запаса топлива взлетная масса машины оказалась рекордной для самолетов этого типа – 3390 кг однако и максимальная дальность полета достигла 1800 км (у Як-9Д – 1400 км, у Як-9 – 910 км). В мае самолет запустили в серийное производство на заводе № 153. Темп его выпуска был невысок: все понимали, что назначение истребителя узко специализированное и применять его следует только в особых случаях. Всего до сентября 1945 г. изготовили 399 таких машин.
Поначалу летчики сдержанно отнеслись к новому истребителю, называя его между собой «летающая цистерна». Но привыкли к самолету быстро, ведь он мог взлетать с тех же аэродромов, что и Як-9Д, а по технике пилотирования эти истребители оказались близки. Як-9ДД применялся на разных участках фронта, но наиболее интересным эпизодом его биографии стала боевая работа группы из 12 истребителей, которая в августе 1944 г по заданию советского правительства была направлена на авиабазу союзников около итальянского города Бари для сопровождения транспортных С-47, доставлявших грузы югославским партизанам. При перебазировании пришлось выполнить беспосадочный перелет Бельцы-Бари протяженностью примерно 1300 км, который почти полностью прошел над территорией, занятой противником. За время пребывания в Италии группа Як-9ДД выполнила 155 боевых вылетов. Хотя встреч в воздухе с вражескими самолетами не произошло, работа советских истребителей оказалась отнюдь не простой. Как правило, партизанские базы находились в труднодоступной горной местности. После посадки С-47 группа сопровождавших истребителей оставалась в воздухе и прикрывала базу, пока транспортный самолет не разгрузится, а затем сопровождала его на обратном пути. Иногда Як-9ДД приходилось приземляться на маленькие партизанские аэродромы, зачастую при сильном боковом, а то и попутном ветре, В тех условиях в случае аварии ни о каком ремонте не могло быть и речи. Однако Як-9ДД продемонстрировали свои лучшие качества – в работе их систем и агрегатов не было зафиксировано ни одной поломки.