Истребитель Як-9Д с увеличенной дальностью полёта и двигателем М-105ПФ являлся одной из наиболее массовых модификаций Як-9. Необходимость такого истребителя возникла, когда советские войска стали осуществлять глубокие прорывы обороны противника, и при быстром наступлении появилась опасность отрыва наземных войск от прикрывающей их авиации. Повышение дальности полёта достигалось путём установки четырёх бензобаков на 480 кг. Запас масла был увеличен до 48 кг, полётная масса возросла до 3117 кг. Серийный выпуск длился с марта 1943 г. по июнь 1946 г., было выпущено 3058 экземпляров. Опыт воздушных боёв показал, что Як-9Д до высоты 3500 м имел преимущество над Me-109G-2 и FW-190A-8 на виражах, а при израсходовании примерно половины запаса горючего и на вертикальном манёвре.