更换了新机翼的 Yak-7D，注意编号也写在了垂尾上，1942 年夏
老实说，设计师并没有指望这种飞机能够成为一流的战斗机，设计的初衷是想制造一种远程的侦察机。1942 年 5 月，一架 Yak-7V 教练机被选中作为改造的原型。改造的重点是换上了一副由 153 工厂研制生产的新机翼，该机翼用两根轻金属翼?湃〈?了原先的木制品，除了翼尖还保留了两根木制翼肋外，内侧的六根翼肋也换成了金属材质。同时，在每一侧的机翼中各安装了四个燃料箱，总计可携带 833 升的航空燃料。除此之外，驾驶舱地板下还有一个容积为 86 升的油箱，使得该种飞机可以在空中飞行六个半小时（航程约 2,285 公里）！这在当时的苏联空军战斗机部队中实在是个了不起的成就，要知道，Yak-7B 的航程只有区区 600 公里而已。
尽管 Yak-7D 的翼展缩短到了 9.74 米，但翼面积却仍保持不变。不过，该机的火力比较弱，只保留了那门从引擎中穿过的 20 毫米 ShVAK 机炮。在驾驶舱后，是一台备有 50 张底片的 AFA-B 航空照相机，不过照相机可以按情况所需在几分钟内被拆卸下，换成其他专用设备或是一个座椅。
但是，燃料的重量显著影响了飞机的性能，Yak-7D 的平飞极速比 Yak-7B 慢了 30 公里/小时，爬升到 5,000 米空中所需的时间比后者多一分钟。此外，还有一点不尽人意，就是所有的八个油箱只能通过一个加油口加注燃料，使得光是为 Yak-7D 加满燃料就需要一个小时。
最终这架飞机并没有交到军方手中，雅克福列夫只是用它进行了约半个月的试飞（从 1942 年 6 月 3 日延续到 16 日）。不过这半个月的试飞却为雅克飞机后期型号的研制打下了扎实的基础。
YAK-7DI
1942 年中，由于美国的援助及国内轻金属生产的逐步恢复正常，苏联终于有了足够的铝材可用于军用机的制造。雅克福列夫设计局据此也在 Yak-7 的新改型 Yak-7DI 上采用硬铝合金翼?牛?这一来在减轻了飞机自重的同时还使得新飞机可以携带更多的燃料。此外，机头左侧的 UBS 机枪为了减重的目的也被去掉。不过，由于极大的通用性，用三合板覆盖的后座舱却在 YAK-7DI 的早期型上保留了下来。
Yak-7DI 的原型是从一架生产编号为 23-26 的 Yak-7B 机体上改造而来，不过发动机被改成了 M-105PF，而座舱后的机背也降低了高度，改善了飞行员的视野。该机的机翼完全沿用了 Yak-7D 的设计，不过每一侧机翼中只设置了两个燃料箱，总计可携带燃料 673 升。由于吸取了以前各型号上的教训，这些油箱有四个阀门连接，同时还有一个专用的小油箱用于燃料的调配，使得该机可以在飞行时平衡消耗各个燃料箱中的燃料。
YaK-7DI 在满载燃料时性能也不比 Yak-7B 差，不过在只装在 350 升燃料时其性能更加突出，试飞员们交口称赞这种快速且灵敏的飞机。其爬升率甚至超过了德国人在东线大量使用的 Bf 109。
