YaK-4 轰炸机，主要外观特征是发动机下方的散热器
然而，在对该机进行了性能评估后，NII VVS 的首脑菲林（A. Filin）却以性能达不到空军要求为由认为应当立刻停止 YaK-4 飞机的开发。这话确实有几分道理，该机在稳定性，引擎和航程过短这些方面的问题并没有获得真正的解决。虽然最终投入了批量生产，但 YaK-4 的设计一直没有获得进一步的完善。雅克福列夫设计局由于要负责 I-26（即后来的 YaK-1 型战斗机）的开发而无暇顾及 BB-22 的改良工作。最后一批共 22 架 YaK-4 在 1941 年 4 月完成制造，YaK-2/4 的总生产量为 201 架，而并不是雅克福列夫在《苏联空军》一书里所宣称的 600 架。
二战中的雅克轰炸机
第一个装备雅克飞机的是第 136 短程轰炸航空团（BBAP），但该机在换装过程中暴露出了一系列的问题，导致厂家不得不派出一个工作组协助空军完成飞行员的转型训练。当冬季来临时，该团作为空军第十九师的下属，被部署到别尔季切夫（Berdichev）和涅克沃洛谢（Nekhvorosch）两地的机场。由于缺乏铲雪设备和改装滑橇起落架的套件，所有的飞机全部被困在了飞机场上。冬天带来的另一个麻烦是，冷却液的循环管道在严寒下往往会爆裂，进一步增加了后勤维护的困难度。三四月份的天气虽然有了好转，但对该团的飞行员来说情况仍然很糟。开春后加强飞行训练的计划因为可用机数的急剧减小而不得不亮起红灯，全团三十三架飞机中只剩八架还可以升空，有十七架飞机的木制下翼面因为腐败而扭曲变形，副翼上的蒙皮也因为粘合剂失效而剥离。一个由第十九师高级工程师斯特帕诺夫（F. Stepanov）领头的委员会在经过了十天的调查后发现，一架仅仅飞了十六个小时的飞机已经出现了多种故障隐患，上翼面的胶合板蒙皮翘起，翼前缘蒙皮迸裂，机身中段和尾段出现裂缝。其实这些并非飞机的质量问题，不难想象一架木制的飞机在雪堆里整整埋了一个冬天会变成什么样。最后的调查结论是 YaK-2/4 飞机在冬季不能露天停放，应该移到机库内以保证木制零件的干燥。然而这个要求对当时的苏联空军来说未免太过奢侈了。
1940 年 6 月 20 日，第 136 团共有四十九架 YaK-2 及五架 YaK-4（按照五个中队的编制，满员时应该是六十架飞机）。从字面上来说，该团共有 58 名飞行员和 63 名领航员，但真正能够作战的满打满算也就三十六个机组，其他的根本就没有受过足够的培训。不少空勤人员甚至没有受过在白昼良好气象条件下的飞行训练！这便是 1940 年时苏联大多数航校毕业生的真实情况，很多人都没有达到毕业所需的基本飞行时数，就被空军急匆匆地补充到作战部队中充数。
空军第十九师的飞机主要部署在白采尔科维（Belaya Tserkov）附近的一些机场上，因此在苏德战争爆发当天遭受了惨重的损失。根据当时西南方面总指挥科帕诺斯将军（General M.P. Kirponos）在 6 月 24 日匆忙制定的计划，该部队应从第二天起参与战斗。“…6：50 分以前负责支援陆军装甲部队反击的第 15，16，19 空军师的飞机必须负担起侦察任务，并为后续轰炸机部队确定目标。从 6：50 分到 7：00，空军发起第一波攻击；整个攻击行动将持续到 8：00 点陆军装甲部队发起攻击为止…”根据这一计划，YaK-2 和 YaK-4 轰炸机如同其他苏联轰炸机（包括 SB，Ar-2，Su-2 和 Pe-2 等型号）一样在接下来的几天里反复以三到六机的规模徘徊在战场上空，伺机从低空对德军地面目标发起攻击。应该说苏联空军的行动取得了一定的战果。在 6 月 28 日到 29 日的两天里，他们在奥斯特鲁格（Ostrug）附近的森林地带有效地迟滞了德军的一个装甲师，而德军第一装甲集群向斯拉武塔（Slavuta）和谢泼托夫卡（Shepetovka）两地的攻击势头在这几天里也得到了遏制。不过苏联空军为此付出了巨大的代价。除了地面上密集的对空炮火外，第十五和十六师还要面对来自 JG3“乌戴特”联队的那些王牌飞行员，短短几天内就几乎丢掉了手头全部可以出动的飞机。
