После показа в Тушино летом 1956 г. истребитель в НАТО назвали Flashlight-C. На Западе долго не знали истинного обозначения этого самолета, и в разных источниках его именовали Як-25К, Як-27.
Как и в случае с бомбардировщиком, военные торопили разработчиков с предъявлением на испытания перехватчика с двигателями РД-9Ф. Но из-за задержек с их поставкой сроки постройки прототипов срывались, и предъявление самолета на госиспытания было перенесено на III квартал. Не дожидаясь их проведения, было решено выпустить малую войсковую серию перехватчиков, при постройке которых требовалось учесть замечания военных. Выпуск самолетов, получивших обозначение Як-27, на заводе №292 в Саратове начался уже в 1956 г., т. к. предварительная подготовка производства была проведена еще в процессе заводских испытаний Як-121 и Як-123.
Як-27 (заводской шифр «изд. 21») строился в двух вариантах: с пушечным вооружением и с ракетным. Первые серийные истребители отличались от опытного Як-121 двигателями РД-9Ф, а также небольшими конструктивными изменениями, в частности, несколько другими обводами носового конуса, на вершине которого установили штангу ПВД. Вместо 37-мм пушек, имевших невысокую скорострельность, применили пушки HP-ЗО. Часть самолетов оснащалась аппаратурой системы наведения «Горизонт-1В». В процессе производства на самолеты стали устанавливать доработанное крыло с отогнутым носком.
Головной Як-27 был испытан на заводском аэродроме в Саратове в июле 1957 г. летчиком Чувиным. На машине №0102 отрабатывался полет на одном работающем двигателе, а на Як-27 №0204 провели испытания в связи с установкой доработанного крыла. Прошедшие в НИИ ВВС госиспытания в целом подтвердили неплохие ЛТХ перехватчика, но перспективы самолет не имел - в конце 50-х гг. ставку делали на ракетные системы вооружения, поэтому истребитель, оснащенный только пушками, в серию вряд ли стали бы запускать.
Як-27, оборудованный системой вооружения К-8, получил обозначение Як-27К, а комплекс перехвата в целом - Як-27К-8. Опытный самолет строился на заводе ОКБ-115 как второй прототип Як-121 и конструктивно мало отличался от первой опытной машины. Обтекатель РЛС стал немного короче, стабилизатор сделали переставным в полете, установили двигатели РД-9Ф. Емкость четырех внутренних топливных баков составляла 3215 л. Пилоны под ракеты К-8, как и на опытном Як-25К №0119, имели обратный вынос. Заводские испытания самолета проводились в сентябре-ноябре 1956 г., а повторные, после установки доработанного крыла - в мае-июне 1957 г. Ведущим летчиком-испытателем был Волков. За этот период на самолете выполнили 14 полетов общей продолжительностью 8 ч 07 мин. Все полеты проходили с подвешенными ракетами.
Опытный сверхзвуковой разведчик Як-122
На Як-27Р, начиная с 14-й серии, стали устанавливать подвесные баки
Серийные Як-27К, выпущенные на заводе №292, отличались от доработанной опытной машины чуть вытянутым вперед носовым конусом и наличием штанги ПВД. На них устанавливалась модифицированная под систему К-8 станция «Сокол-2К» и аппаратура системы наведения «Воздух-1». Самолеты снабжались тормозными парашютами ПТ-5240-57. Заводские испытания этих машин проводились в Саратове в течение 1958 г. С 12 по 27 апреля летчики- испытатели А.Г.Афанасьев и К.Рожковым на Як-27К №0503 выполнили 6 полетов продолжительностью 3 ч 07 мин. С 28 апреля по 3 июня Рожков и Чувин на Як-27К №0104, Ермолов и Каширин на перехватчике №0204 совершили еще 7 полетов общей продолжительностью 3 ч 27 мин, в которых определялись максимальные скорости, эффективность элеронов и балансировочные кривые при отключенных бустерах руля высоты и элеронов. Все полеты проводились с подвешенными ракетами.
Кроме трех упомянутых машин, в 1957 г. системой вооружения К-8 был оборудован и первый пушечный серийный Як-27 №0201. Тогда же на нем установили доработанное крыло. Контрольные испытания этого истребителя с целью проверки работы двигателей, оценки устойчивости и управляемости, а также определения его скоростных характеристик провел в декабре летчик- испытатель Ф.Л.Абрамов, выполнив 3 полета общей продолжительностью 1 ч 14 мин. До конца мая 1958 г. Як-27 №0201 участвовал отработке и заводских испытаниях системы К-8, проходивших на 6-м полигоне Минобороны в Ахтубинске (в/ч 15650). Наряду с ним, в этих работах задействовались два перехватчика Як-25К и опытный Як-27К. На этой машине выполнили 41 полет общей продолжительностью 24 ч 42 мин, на Як-27 №0201 - еще 3 полета.