Боевые вылеты осуществлялись в составе смешанных групп с самолетами с обычным обзором. Группа, как правило, состояла из четырех-шести самолетов. Боевой порядок состоял из пар в строю фронта с эшелонированием по высоте (200–400 метров). Ведущая пара занимала средний или нижний ярус.
Выяснилось, что в строю смешанной группы, наилучшим образом обеспечивавшем наблюдение за противником и своими истребителями, для машин с улучшенным обзором были места ведущих группы и пары.
Поскольку самолеты были оснащены крупнокалиберными пушками, то все полеты проводились только над своей территорией, так как полку запрещалось залетать за линию фронта.
Летчики положительно оценили и новое управление воздушным винтом с помощью рычага, но на серийных самолетах до этого дело не дошло.
Полностью войсковые испытания завершились в начале 1943 года. При 10 сбитых самолетах противника (преимущественно истребителей) в 12 проведенных воздушных боях свои потери составили четыре «яка».
Они могли быть и больше, но пушка Ш-37 позволяла вести прицельный огонь с больших дистанций. Одного попадания 37-мм снаряда, кстати, использовавшегося в патроне для зенитных орудий, было достаточно для уничтожения любого самолета.
Распространения данная модификация не получила, поскольку А. Э. Нудельман и А. С. Суранов вскоре создали более совершенное и легкое 37-мм орудие НС-37 под аналогичный патрон. Стрельба из пушки осуществлялась без задержек, свойственных пушке Шпитального. По габаритам НС-37 лучше вписывалась в конструкцию истребителей, да и технология ее изготовления оказалась гораздо проще.
Истребители Як-7–37 войсковой серии успешно воевали в 42-м иап. В декабре 1942 года на заводе № 115 их оснастили новым каплеобразным фонарем. Тогда же для улучшения летных данных с Як-7–37 сняли правый пулемет УБС с боекомплектом.
Что касается прототипа машины, то он был восстановлен после аварии и облетан, но на дальнейшие испытания не представлялся. Впоследствии его фюзеляж использовали для изготовления Як-7ДИ (дальний истребитель) – предшественника Як-9Т.
При рассмотрении плана строительства опытных самолетов на 1942 год в НКАП А. С. Яковлев предложил модифицировать одноместный Як-7 в разведчик со скоростной дальностью 1300 км.
Проектирование и изготовление машины, получившей наименование Як-7Д (дальний), началось под руководством ведущего инженера Н. К. Скржинского в мае и завершилось к 3 июня 1942 года. Основные изменения претерпело крыло, в котором за счет замены деревянных лонжеронов металлическими (дюралевыми), изменения схемы управления элеронами (вынос тяг за задний лонжерон) и использования свободных объемов удалось разместить одиннадцать бензобаков (два фюзеляжных под полом кабины пилота, шесть крыльевых, два расположенных в носках крыла, и один фюзеляжный – расходный перед задним лонжероном). В итоге удалось увеличить запас горючего более чем вдвое – до 925 литров.
Самолет оснастили аэрофотоаппаратом АФА-Б с дистанционным управлением, расположив его в задней кабине. Фотоустановка позволяла сделать до 50 снимков с высоты до 8000 метров. Самолет мог также использоваться в качестве связного, для чего на месте фотоаппарата устанавливали легкосъемное сиденье пассажира. На случай соприкосновения с воздушным противником оставили мотор-пушку ШВАК с боекомплектом 60 патронов.
Но разведчик так и не состоялся. В июне 1942 года машину переделали в дальний истребитель, состыковав его крыло с фюзеляжем серийного Як-7Б № 2326. Вооружение сохранили, но из одиннадцати бензобаков оставили пять. Машина получила обозначение Як-7Д, а затем – Як-7ДИ (дальний истребитель).
В фюзеляже Як-7ДИ сохранили вторую кабину, где мог устанавливаться фотоаппарат.
Его вооружение включало мотор-пушку МП-20 (120 патронов) и пулемет УБ с боезапасом 200 патронов. Допускалась подвеска в счет перегрузки под крылом двух бомб калибра 50 или 100 кг.
Первый полет на первом экземпляре нового варианта истребителя совершил П. Я. Федрови 6 июля 1942 г. Заводские летные испытания длились недолго (выполнено 15 полетов с налетом 13 часов 15 минут).
«Конструкторское бюро Героя Социалистического Труда А. С. Яковлева, – говорилось в отчете по результатам заводских испытаний, – изыскивая методы облегчения истребительных самолетов, построило на базе серийного самолета Як-7 одноместный дальний истребитель с полетным весом 3035 кг (вес самолета Як-7Б).
Самолет Як-7 ДИ по своим контурам, габаритным размерам и общему виду не отличается от <…> Як-7.
В дальнейшем у <…> Як-7ДИ, в целях обеспечения обзора всей верхней сферы, будет понижен гаргрот фюзеляжа и изменено остекление кабины пилота».