3 марта 1944 года состоялся первый полёт истребителя-бомбардировщика Як-9Б, пилотируемого лётчиком-испытателем Андреем Кокиным. Этот самолёт стал результатом модернизации серийного истребителя сопровождения Як-9Д, оснащенного двигателем ВК-105ПФ, который к тому времени уже зарекомендовал себя как надёжная машина для дальних полётов. Основное отличие Як-9Б заключалось в наличии четырех бомбоотсеков, расположенных за кабиной пилота, что позволяло подвешивать до четырех фугасных бомб ФАБ-100 или кассет с противотанковыми авиабомбами ПТАБ. Такая конструкция значительно расширила боевые возможности самолета, превратив его из обычного истребителя в универсальную машину, способную выполнять задачи как воздушного боя, так и точечных ударов по наземным целям.
Як-9Б был разработан в рекордно короткие сроки – всего за один месяц, к 20 марта 1944 года. Модификация включала установку бомбоотсеков между второй и четвёртой рамами фюзеляжа, что потребовало пересмотра конструкции задней части самолёта. Бомбоотсеки были выполнены в виде труб, наклоненных под углом 75° к продольной оси самолёта – это обеспечивало стабильное положение бомб при подвеске. Каждый отсек закрывался отдельной створкой, которая удерживалась замками, предотвращающими случайное выпадение бомб. Для сброса бомб использовались электроспуски с кнопкой на ручке управления самолётом или аварийный механический сбрасыватель.
Боевое применение Як-9Б показало его эффективность в качестве истребителя-бомбардировщика. Самолёт мог использоваться как для воздушного боя, так и для нанесения ударов по наземным целям. Однако его боевые характеристики зависели от бомбовой нагрузки. При нормальной нагрузке в 200 кг (две ФАБ-100 или кассеты с ПТАБ) самолёт сохранял приемлемую устойчивость и управляемость, что позволяло использовать его лётчикам средней квалификации. Однако при перегрузочной бомбовой нагрузке в 400 кг Як-9Б терял продольную устойчивость, что требовало от пилотов высокой квалификации и ограничивало применение таких конфигураций.
Технические особенности Як-9Б включали сложную процедуру загрузки бомбоотсеков. Для подвески бомб требовалось поднять хвост самолёта на на 50-60 см или установить машину над специальной траншеей. Подвеска двух ФАБ-100 занимала 20 минут, а четырёх – 25 минут. Загрузка кассет с ПТАБ требовала 22 минуты. Эти процедуры, хотя и были трудоёмкими, позволяли оперативно адаптировать самолёт к различным боевым задачам. Однако отсутствие специального прицела для бомбометания и сложности пилотирования при максимальной нагрузке ограничивали боевое применение Як-9Б.
За период с 18 декабря 1944 года по 20 февраля 1945 года в ходе войсковых испытаний самолёты Як-9Б в составе 130-й истребительной авиационной дивизии на 3-м Белорусском фронте выполнили 2494 боевых вылета, сбросив 51047 бомб общей массой 356,5 тонн. В ходе воздушных боев было сбито 25 самолётов противника, включая 20 FW-190 и два Me-109. Потери Як-9Б составили четыре сбитых и четыре подбитых машины. Бомбовые удары привели к уничтожению значительного количества техники и живой силы противника, включая 29 танков, 11 бронетранспортеров и 1014 автомашин.
Несмотря на успехи в боевом применении, Як-9Б получил неудовлетворительную оценку по итогам войсковых испытаний. Основными причинами стали сложности пилотирования при максимальной бомбовой нагрузке, отсутствие специализированного прицела для бомбометания и технические дефекты, такие как зависание бомб при сбросе с пикирования. Эти недостатки, а также близость окончания войны, привели к тому, что Як-9Б был выпущен ограниченной серией в 109 экземпляров. Все они поступили на вооружение 130-й истребительной авиационной дивизии, где одна из эскадрилий носила название «Малый театр – фронту» в честь артистов московского театра, финансировавших её создание.
Як-9Б стал примером быстрой адаптации авиационной техники к требованиям фронта. Его создание и боевое применение продемонстрировали потенциал советской авиационной промышленности в условиях войны. Однако технические недостатки и фактический разгром фашистской Германии к началу весны 1945 года не позволили этой модели стать массовой. Тем не менее, опыт эксплуатации Як-9Б оказал влияние на дальнейшее развитие истребителей-бомбардировщиков в СССР, заложив основы для более совершенных конструкций в послевоенный период.