В июне 1942 году опытный завод № 115 переделал серийный самолет № 35–60 с двигателем М-105ПА в соответствии с рекомендациями ОКБ. Хвостовую часть фюзеляжа заузили, однако фонарь кабины собрали из плоских стекол. Это объяснялось низким качеством плексигласа, который трескался и терял прозрачность на местах изгибов. Переднее и заднее стекло фонаря были бронированы, кресло получило бронеподлокотник, защищавший руку, лежащую на ручке газа.
Другой, видной снаружи, особенностью самолета было новое вооружение. Два ШКАСа сняли, а вместо левого ШКАСа установили 12,7-мм пулемет УБС с боекомплектом 200 выстрелов (эту схему вооружения испытывали еще в 1941 году). Самолет получил электрический и превмоэлектрический спуск пушки и пулемета, вместо механического и пневмомеханического. Данный экземпляр (35–60) имел механический прицел ВВ-1 вместо оптического ОПБ. Причиной была низкое качество оптического прицела. Еще одной особенностью машины был штурвал Р-1, представлявший собой копию штурвала Bf 109. Прежде, пилоту приходилось перекладывать руку с ручки газа на спуск пулеметов, теперь огонь можно было вести одной правой рукой.
Испытания машины проходили в НИИ ВВС с по 14 июля 1942 года. Летные характеристики самолета не изменились, но не это было главной целью работы — ожидалось появление двигателя М-105ПФ. Значительно улучшились эксплуатационные качества машины. Еще до начала испытаний Як-лев обратился к наркому авиапромышленности с просьбой разрешить выпуск пробной серии из двадцати машин. 11 августа 1942 года ГКО дал такое разрешение. Кроме всего перечисленного выше, модифицированные самолеты имели убирающееся заднее колесико, маслорадиатор от Як-7, винт ВИШ-105 и несколько других изменений.
Десять Як-16 изготовили в сентябре, а с 10 октября 1942 года завод № 292 целиком перешел на выпуск машин этой модификации. Изменения в конструкцию самолета внесли не сразу, а постепенно:
С 87-й серии добавили убирающееся хвостовое колесико;
С 89-й серии добавили отражатель на борту самолета, защищающий фонарь от масляных брызг из мотора;
С 99-й серии понизили хвостовую часть фюзеляжа и установили новое вооружение. Последние изменения ввели в рамках 111-й серии, то есть в декабре 1942 года.
Кроме изменений, которые вводились, были изменения, которые «выводились». Как обычно, последнее слово всегда оставалось за ГКО. 22 сентября 1942 года постановили, что с армейских Як-1 следует снять часть электрооборудования (в том числе огонь на левом крыле), радиокомпас РПК-10, вариометр и некоторые другие приборы. Лишь самолеты ПВО сохранили полный комплект оборудования.
Выпуск Як-1б продолжался до конца выпуска Як-1 и, начиная со 111-й серии, было собрано 4188 машин. Еще 273 машины имели переходную конструкцию.
Нельзя писать о Як-16, не вспомнив полк майора Шинкаренко. Почти каждая книга об истребителях «Як» упоминает о том, что в полку Шинкаренко первыми внедрили пониженную хвостовую часть фюзеляжа у Як-1. В то же время сам Шинкаренко в своих мемуарах пишет, что в его 42-м ИАП переделывали не Як-1, а Як-7.
Як-1 серий с 50 по 87 с радиостанцией