Еще до принятия на вооружение истребителей ЛаГГ-З, МиГ-З, Як-1 и организации их массового серийного производства встал вопрос о скорейшем освоении этих самолетов в эксплуатации. Поэтому в 1940 году было принято решение о создании переходного двухместного с двойным управлением учебно-тренировочного истребителя УТИ-26 (Як-7) путем модификации И-26. Задание получил Яковлев потому, что из всех главных конструкторов новых истребителей он один имел опыт создания учебных самолетов и мог справиться с заданием наилучшим образом.

Будучи спроектированным как самолет для вывозки и тренировки летного состава при переходе на новую материальную часть, Як-7 в дальнейшем претерпел ряд удивительных превращений и сыграл более важную роль, чем та, которая ему вначале предназначалась. Характеристики самолета оказались даже выше, чем у исходного Як-1, поэтому была выполнена модификация двухместного УТИ-26 (в серии Як-7УТИ) в боевой одноместный истребитель Як-7. Это произошло вскоре после начала Великой Отечественной войны, когда ВВС Красной Армии понадобилось много новых боевых истребителей.

По сравнению с Як-1 одноместный Як-7 стал более совершенным и имел следующие преимущества: размеры колес шасси полностью соответствовали полетной массе; моторама, сделанная отъемной, позволяла модифицировать самолет под другой двигатель; вторая (необорудованная) кабина могла быть использована для переброски техсостава и грузов при перебазировании частей, размещения дополнительного бензобака, фотооборудования, бомб и для других целей. Эти особенности Як-7 делали его перспективным и обусловили возможность осуществления ряда модификаций.

• Як-7 М-82А (1941) одна из первых модификаций Як-7 под звездообразный двигатель воздушного охлаждения М-82А. Эта работа носила экспериментальный характер и преследовала цель исследовать возможность применения такого двигателя на Як-7 и получение за счет этого более высоких летных характеристик. Попутно решалась задача повышения боевой живучести и увеличения мощности вооружения самолета. Наземные и летные испытания Як-7 М-82А показали, что эта модификация оказалась в общем неудачной и не могла в ближайшее время без большого объема доводочных работ быть запущена в серийное производство. Ожидаемого выигрыша в скорости полета не было получено. Основной причиной этого стало несоответствие диаметра винта мощности двигателя. Недостаточная высота шасси не позволяла поставить винт нужного диаметра (3,2м).
• Як-7М (1941) модифицированный. Переделка серийного Як-7УТИ в одноместный боевой истребитель с пушечным вооружением. В серии не строился.
• Як-7А (1941) Установлена приемо-передающая радиостанция, улучшена аэродинамика самолета, установлена система нейтрального газа, перекомпонована приборная доска.
• Як-7Б (1942) Представлял собой дальнейшее развитие серийного Як-7А и отличался от него более мощным вооружением и аэродинамическими усовершенствованиями. Вооружение Як-7Б состояло из мотор-пушки ШВАК и двух синхронных пулеметов УБС 12,7-мм вместо мелкокалиберных ШКАС.
• Як-7В (1942) вывозной. Двухместный учебно-тренировочный истребитель, предназначался для вывозки молодых летчиков при их переходе с полетов на самолете УТ-2 к полетам на боевых самолетах-истребителях. Модификация серийного учебно-тренировочного истребителя Як-7УТИ без вооружения и с неубирающимся колесным или лыжным шасси.
• Як-7Д (1942) дальний. Модификация серийных самолетов Як-7В и Як-7Б в дальний разведчик истребительной авиации с наблюдателем или с аэрофотоаппаратом в задней кабине. В связи с увеличением числа и объема бензобаков существенному изменению подверглись конструкция крыла, а также бензо- и маслосистемы самолета. Переход от деревянной конструкции крыла к смешанной позволил снизить массу крыла и существенно расширить свободный объем внутри него. Вооружение: одна мотор-пушкой МПШ-20 с запасом 60 снарядов. Хотя Як-7Д серийно не строился, он сыграл важную роль положив начало созданию семейства самолетов Як-9.
• Як-7ДИ (1942) дальний истребитель. Модификация Як-7Б с целью облегчения конструкции и увеличения запаса горючего для улучшения летно-тактических характеристик и расширения возможностей боевого применения. После запуска в серию Як-7ДИ получил наименование Як-9.
• Як-7ПД (1942) высотный истребитель-перехватчик с двигателем 1 ПД М-105ПД, специально предназначенный для использования в ПВО. В целях максимального облегчения для обеспечения требуемой высотности из вооружения оставили одну мотор-пушку ШВАК. С учетом малой вероятности повторной атаки по воздушной цели на высотах, близких к практическому потолку, это вооружение по мощности огня было явно недостаточным, но приходилось выбирать между высотностью самолета и мощностью его вооружения. Серийно не строился вследствие недоведенности двигателя.
• Як-7-37 (1942) модификация серийного самолета Як-7Б с более мощным пушечным вооружением. Вооружение: мотор-пушка МПШ-37 калибра 37мм, два синхронных пулемета УБС калибра 12,7мм. Строился небольшой серией. Пушка МПШ-37 зарекомендовала себя как безотказное и грозное оружие. Попадания одного снаряда практически было достаточно для уничтожения самолета противника. Бронебойный снаряд с расстояния 200 м пробивал 50-мм броню.
• Як-7П (1943) пушечный. Як-7Б с тремя пушками ШВАК. Серийно не строился.
• Як-7ГК (1944) истребитель-перехватчик. В 1943 году два истребителя Як-7Б были переоборудованы в истребители-перехватчики с герметическими кабинами. Первый самолет с гермокабиной вентиляционного типа конструкции А.Я.Щербакова, был предъявлен на госиспытания 1 мая 1944 года. Кабина оказалась неудачной, в ней отсутствовали элементы, обеспечивающие вентиляцию, и вентиляция осуществлялась естественным путем - через щели и неплотности в соединениях кабины. Неудачной оказалась и конструкция кабины, установленной на второй экземпляр.