Несмотря на сохранившуюся аэродинамическую компоновку, Як-28 в значительной степени был переделан, особенно это коснулось фюзеляжа. В носовой его части, под радиопрозрачным обтекателем, установили радиолокационную станцию «Орел-Д», позволявшую обнаруживать и сопровождать цели на высотах от 500 до 20 000 метров и принятую на вооружение в 1961 году. Штурмана (навигатора) и бомбардира в экипаже заменил оператор радиолокационного прицела, разместившийся за летчиком и на этапе перехвата исполнявший обязанности пилота. Вместо пушечного вооружения под крылом появились пусковые устройства для двух ракет К-8М (К-98), способных поражать цели, летящие со скоростями до 1800 км/ч.
Як-28П комплектовался катапультными креслами К-5 со шторкой, разработанными в ОКБ специально для сверхзвуковых самолетов. Первоначально кресло К-5 снабжалось складным металлическим забралом. Однако вероятность отказа механизма его уборки послужила причиной для его модификации. Надо отметить, что впервые в практике бомбардировочной авиации члены экипажа Як-28 облачались в скафандры, надежно защищающие их при разгерметизации, а при катапультировании – от набегающего потока воздуха.
Заводские испытания опытного Як-28П, построенного на опытном заводе № 115 в Москве, проходили с июля по сентябрь 1962 года. Ведущими по машине были инженер Б. Б. Соловьев, летчик В. М. Волков и оператор Н. М. Шиповский.
С 23 ноября начался этап государственных испытаний комплекса Як-28П-8М1, затянувшийся до сентября 1964 года. К тому времени в испытаниях участвовали шесть машин, на которых выполнили в общей сложности свыше 450 полетов. В ходе них получили максимальную скорость 1840 км/ч на высоте 12 500 метров, практический потолок – 16 км и дальность – 2150 км, что было ниже расчетных данных. В государственных испытаниях комплекса принимали участие ведущие летчики П. Ф. Кабрелев, В. Н. Баранов, Г. И. Думитраш, Довбаш, вторые пилоты Замаев, М. И. Бобровицкий, Г. Ф. Бутенко, облетали самолет С. А. Микоян и А. А. Манучаров.
Кроме основной программы для проверки доработки системы вооружения и расширения боевых возможностей самолета по решению руководства ГКАТ, ВВС и ПВО провели дополнительные летные испытания. Их целью было исследование возможности перехвата низколетящих целей ракетами с радиолокационной ГСН и проверка взаимного влияния различной подстилающей поверхности на аппаратуру радиоуправления и вооружение Як-28П.
Тогда же определили характеристики устойчивости и управляемости самолета при раздельном включении форсажных режимов двигателей на малых высотах и по выбору оптимальных режимов набора высоты 12 км на форсаже, испытали опытную систему К-98 при пусках ракет в переднюю полусферу и исследовали причины неустойчивости работы тепловых ГСН ракет К-8М1.
Испытания Як-28П совпали с проведением летно-тактических учений по темам «Зима» и «Весна», в которых они приняли участие.
По итогам испытаний перехватчик с ракетами К-8М и К-8М1 рекомендовали для принятия на вооружение в 1964 году, но не приняли. Тем не менее на основании ноябрьского 1961 года Постановления Правительства Як-28П запустили в серийное производство на заводе № 153 в Новосибирске. Первый серийный перехватчик № 0101 переделали из бомбардировщика Як-28Б. С 1962 по 1967 год завод выпустил 443 Як-28П. В конце 1963 года первые, еще не доведенные, самолеты поступили на войсковые испытания в Центр боевого применения авиации ПВО (аэродром Саваслейка).
Читатель, видимо, обратил внимание на практически полное отсутствие информации о летных происшествиях. До появления перехватчика, с 1961-го по 1964 год, произошло шесть летных происшествий с Як-28, включая катастрофы. Одна из них имела место 13 апреля 1962 года. В тот роковой день в полете оторвалась крышка верхнего люка воздухозаборника левой мотогондолы, что привело к заклиниванию тяги, идущей от сектора газа к двигателю.
Постепенно выявлялись и устранялись конструктивно-производственные дефекты самолетов семейства Як-28, но не все. Статистика свидетельствует, что налет самолетов на одно летное происшествие возрос с 860 часов в 1961-м до 12 578 часов в 1964-м, но после появления Як-28П аварийность снова поползла вверх.
Так, 12 февраля 1964 года потеряли первый Як-28П, но причины катастрофы так и остались невыясненными. Год спустя, 2 марта и 15 сентября, во время ночных полетов потеряли еще две машины. Одновременно выявился ряд ранее не встречавшихся особенностей в управляемости и технике пилотирования Як-28П на околозвуковых скоростях и высотах, близких к практическому потолку, при работе двигателей на бесфорсажном режиме. Потребовались дополнительные исследования по изучению поведения самолета, находящегося в штопоре или спирали. Следовало также устранить большое количество вновь обнаруженных дефектов.