По этому поводу тяжелую беседу с наркомом авиационной промышленности провел сам Сталин. 12 ноября 1942 года ГКО выдал задание Яковлеву — сдать на войсковые испытания (до 15 января 1943 года) пять экземпляров Як-9 с высотным двигателем М-105ПД. Однако двигательная установка не была поставлена в срок, и готовые самолеты передали в 12 ГИАП только в апреле. Несмотря на то, что самолет вообще не был испытан, его сразу же направили в боевую часть и уже там проводили испытания. Вероятно, чтобы доложить: «Товарищ Сталин, новый высотный самолет служит на фронте!» Однако в это же время и Яковлев и конструктор нагнетателя Долежай часами просиживали на аэродроме 12-го полка, контролируя испытания. Игорь Шелест описывает в своей книге «Лечу за мечтой» такой случай: «Приходит Яковлев на аэродром, глядит, а из крыла высотного Яка торчит заборник воздуха в нагнетатель размером с граммофонную трубу. Мало того, что безобразный, да к тому же еще плохо обтекаемый. Александр Яковлев вынул красный карандаш, нарисовал на крышке заборника круг и сказал «Обрубить так, завернуть и загладить». А Долежай на это: «Если обращаетесь как главный конструктор к главному конструктору, то запрещаю, а если как заместитель наркома авиационной промышленности, то трудно возразить».
На этом рассказ заканчивается, но позже над Москвой не видели самолета с трубой на крыле.
Як-9ПД конструктивно был близок модификации «Д». Естественно он имел новый двигатель и раму его крепления, некоторые изменения произошли и во внешнем облике. Вооружение состояло из одной пушки ШВАК с боекомплектом из 120 снарядов.
Во время войсковых испытаний, которые проводились с 16 апреля по 25 июня 1943 года, было выполнено 69 полетов, но уже с самого их начала стало понятно, что самолет не вполне удовлетворяет требованиям военных. Из-за неудачной системы охлаждения, ему приходилось прерывать подъем после набора высоты 7000 м и некоторое время летать на этом эшелоне, чтобы привести температуру охлаждающей жидкости в норму. Это приводило к тому, что на высоту 11650 м Як-9ПД забирался за 25 минут. Кроме того, на высоте более 11000 м появлялась сильная вибрация двигателя. Один из ученых, профессор Чесалов утверждал, что это результат кипения бензина. Выход? Охладить на земле топливо до -30 °C. Такой эксперимент был проведен, но дал негативные результаты.
2 июня 1943 года пилот Як-9ГТД номер 01–29 подполковник Л.А Золочев, провел наиболее объективное испытание самолета — вылетел на перехват разведывательного «юнкерса». До высоты 8500 м все шло нормально. Набор следующих трех километров занял 15 минут и все равно самолет оставался на 1000 м ниже противника. Открыть прицельный огонь не было возможности. Температура воды повысилась до 112 °C, масла до 110 °C, а весь фонарь кабины покрылся коркой льда.
Было очевидно, что в таком состоянии истребитель не может выполнить поставленных перед ним задач.
Яковлев получил очередной срок для сдачи полноценного высотного истребителя-до 1 августа 1943 годаЯк-9 ПД должен был быть доработан таким образом, чтобы достигнуть высоты 13000 м.
Переделкам подвергся тот же экземпляр самолета номер 01–29 (существует фотоснимок этой машины с белым № 29 на фюзеляже) на котором Л. Золочев неудачно пытался перехватить «Юнкерс» в июне 1943 года. На Як-9 ПД номер 01–29 оставили тот же самый двигатель М-105 ПД, но увеличили обороты компрессора. Был так же обеспечен обдув воздухом некоторых элементов оборудования двигателя (свечей, помпы, бензинового фильтра), улучшено охлаждение. Однако наиболее существенным для улучшения температурного режима, была замена на большие радиаторов масла (с ОП-293 на ОП-300) и воды (с ОП-196 на ОП-229).