Этот самолет, называвшийся также «москит», более походил на Як-3, чем на Як-1, и представлял собой переходной этап в линии «легких» «Яков». Изменения на втором прототипе этого самолета были настолько значительными, что в серию машина пошла уже как Як-3.
   Во второй половине 1943 года проблемы с поставкой алюминия во многом удалось решить, поэтому у «Яков» появились крылья с дюралевыми лонжеронами и двумя дюралевыми нервюрами. Размах крыла уменьшился до 9,2 метров, а площадь - до 14,85 м².
   Фюзеляж, позаимствованный у Як-1, отличался отсутствием воздухозаборника под двигателем. Маслорадиатор состоял из двух цилиндрических узлов, расположенных на центроплане под кабиной пилота. Воздухозаборники для маслорадиатора находились у основания обоих крыльев. Водяной радиатор заменили с ОП-203 на ОП-492. Снаружи это изменение проявлялось более «зализанными» очертаниями обтекателя водяного радиатора.
   Кинематика шасси походила на Як-9, хотя крышка колесной ниши осталась трехстворчатой. Благодаря небольшому улучшению - появлению опорного колеса с полуавтоматической блокировкой - маневренность самолета на земле резко возросла. При отклонении ручки вперед, блокировка снималась, и заднее колесо свободно ориентировалоось по направлению руления.
   Изменениям подверглась и топливная система. Теперь самолет имел три топливных бака: два в каждом полукрыле по 120 литров каждый, и один разделительный бак емкостью 30 литров, расположенный в фюзеляже. Этот тридцатилитровый бак был нововведением.
   Вооружение осталось прежним: пушка ШВАК и пулемет УБ. Пилота защищала бронеспинка толщиной 8,5 мм и изголовье из бронированного стекла. Лобовое стекло фонаря было монолитным.
   Благодаря всем изменениям массу самолета удалось понизить на 280 кг по сравнению с машиной 04-111 и составила 2655 кг. Основной вклад (150 кг) дало внедрение металлических деталей каркаса.
   Прототип, законченный 15 февраля 1943 года, первоначально оснащался мотором М-106, однако после нескольких полетов мотор заменили на М-105ПФ.
   Заводские испытания продолжались с 28 февраля 1943 года до 7 июня того же года, что говорит об их напряженности. Испытания в НИИ ВВС проходили между 7 июня и 4 июля 1943 года. Еще два дня (21 и 22 июля) заняли государственные испытания с акцентом на новый двигатель.
   Новый двигатель не представлял собой чего-либо принципиально нового. Это был все тот же М-105ПФ, но давление в цилиндрах в очередной раз повысили, на этот раз со 1050 до 1100 мм рт.ст. В результате мощность двигателя увеличилась с 1180 л.с. на 2700 м до 1240 л.с. на 2100 м. Поскольку двигатель работал на низкооктановом бензине АБ-78, Климов согласился форсировать двигатель лишь на первой скорости наддува. На второй скорости давление оставалось прежним. На практике рост мощности двигателя обернулся увеличением средней скорости на 6-7 км/ч, а на боевом развороте самолет набирал дополнительные 50 метров.
   Новый самолет получил признание пилотов за легкость пилотирования, сравнимую со «Spitfire V», хорошие летные качества и приличную маневренность. Недостатки самолета остались наследственными - недостаточно эффективная система охлаждения; забрызгивание фонаря маслом и отсутствие радиостанции. Отдельные машины радиостанцию получили, но она отличалась высоким уровнем шума. Чтобы дать самолетам больше шансов попасть на вооружение, в августе 1943 года прототип отправили в ЦАГИ для продувки в аэродинамической трубе. Результаты испытания оказались обнадеживающими, но требующими радикально изменить конструкцию самолета.
   На основе результатов продувок 17 сентября 1943 г. был выпущен второй прототип Як-1М, или "Дублер", как его иногда называли. Помимо форсированного мотора, переведенного на повышенный наддув во всем диапазоне высот и получившего обозначение ВК-105ПФ2, на самолет был установлен винт ВИШ-105СВ-01, новые масло- и водорадиаторы (под двигателем снова появился воздухозаборник) с увеличенными, по сравнению с первым экземпляром, площадями охлаждающих поверхностей (на 7 и 8.83 м² соответственно). Вооружение было усилено за счет установки двух синхронных пулеметов УБ, а мотор-пушка заменена опытной облегченной пушкой ША-20М. Обшивка хвостовой части фюзеляжа стала полностью фанерной (толщиной 2 мм). Козырек фонаря стал беспереплетным. Введены многочисленные эксплуатационные улучшения. Вес конструкции "Дублера" стал меньше, чем у Як-1, на 250 кг.
   "Дублер" успешно прошел заводские (с 20 по 30 сентября 1943 г.) и государственные (с 6 по 15 октября 1943 г.) испытания. Сравнительные испытания и учебные воздушные бои показали, что новый истребитель не уступает ни одному из истребителей воюющих на Восточном фронте сторон в скорости (кроме Ла-5ФН на форсаже), в скороподъемности и в вертикальном маневре до высоты 5000 м. Постановлением ГКО от 26 октября 1943 г. Як-1М был переименован в Як-3 и под этим обозначением запущен в серийное производство.

^* На скорости, составляющей 90% от максимальной.

•    Мотор М-105ПФ