Истребитель Як-9Д с увеличенной дальностью полета 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 полета достигалось путем установки четырех бензобаков на 480 кг. Запас масла был увеличен до 48 кг, полетная масса возросла до 3117 кг. Серийный выпуск длился с марта 1943 г. по июнь 1946 г., было выпущено 3058 экземпляров. Опыт воздушных боев 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 маневре.