Yak-9 - Phiên bản sản xuất đầu tiên, trang bị động cơ Klimov M-105PF công suất 880 kW (1.180 hp), 1x pháo ShVAK 20 mm với 120 viên đạn và 1x súng máy UBS 12.7 mm co 200 viên đạn.
Yak-9 (M-106) - Mẫu thử nghiệm với động cơ Klimov M-106-1SK công suất 1.007 kW (1.350 hp), không được đưa vào sản xuất do các vấn đề với động cơ.
Yak-9T - Yak-9 vũ trang với 1 khẩu pháo 37 mm Nudelman-Suranov NS-37 với 30 viên đạn thay cho khẩu 20 mm ShVAK, buồng lái chuyển về sau 0.4 m (1 ft 3 in) để cân bằng cho phần mũi nặng nề. Lúc đầu do việc điều khiển kém dẫn tới việc dầu và chất lỏng bị rò rỉ do sức giật khi bắn của pháo trên máy bay. Sức giật lại và sự trang bị hạn chế đạn dược đòi hỏi phi công phải ngắm bắn chính xác và chỉ bắn loạt từ 2-3 viên đạn. Yak-9T được sử dụng rộng rãi để ngăn chặn quân địch ở Biển Đen và xe tăng, nhưng nó cũng chống lại máy bay rất tốt.
Yak-9TK - Yak-9T được trang bị một trong các khẩu pháo: 20 mm ShVAK, 23 mm VYa, 37 mm NS-37, hoặc 45 mm NS-45 ở bộ phận hình chữ V ở động cơ. Không được sản xuất do pháo 20 mm và 30 mm không quan trọng và pháo 45 mm không đáng tin cậy.