28 мая 1943 года вышло постановление ГКО о запуске истребителя Як-9 с мотором М-107А в серийное производство. Директору омского авиазавода №166 Л.П.Соколову поручили в июне начать производство новых самолётов, а до конца августа выпустить 25 истребителей. Но выполнить постановление Государственного комитета обороны в такие сроки не удалось. Первый серийный Як-9 с мотором М-107А построят на омском заводе и соберут на заводе №301 в Химках только в октябре 1943 года. Затем выпустят ещё 10, но практически все будут небоеспособны из-за дефектных двигателей. 26 октября 1943 года вышло постановление ГКО № 4429 сс «О переводе завода № 82 НКАП на выпуск самолётов Як-9». В первом квартале 1944 года московский завод должен был осуществить полный переход с выпуска Як-7Б на Як-9 М-107А, причём пять самолётов собрать уже в январе.
Новый прототип истребителя Як-9У собрали на базе Як-9Т, с использованием ряда технических решений от Як-3. К этому времени двигатель М-107А прошёл 100-часовые стендовые испытания и показал мощность 1650 л.с. – на высоте 1800 метров, и 1500 л.с. – на высоте 4500 м. Двигатель М-107 был примерно на 150-кг тяжелее предшественников, пришлось изменить конструкцию подмоторной рамы и фермы крепления оружия для установки второго пулемета. Вооружение Як-9У с двигателем М-107А состояло из мотор-пушки ШВАК калибра 20 мм и двух синхронных пулеметов УБС калибра 12,7 мм. Установили новые радиаторы ОП-554 и ОП-555 с большей рабочей поверхностью, для улучшения охлаждения воды и масла. Маслорадиатор перенесли в центроплан крыла, как на истребителе Як-3. Изменили нижнюю часть фюзеляжа для установки нового водорадиатора. Для охлаждения свеч, выхлопных коллекторов и генератора над капотом сделали воздухозаборник и выходное сопло для туннеля, который расположился между блоков цилиндров. Из-за выхлопа газов не только во внешние, а и во внутренние стороны блоков цилиндров, отводить наружу выхлопные газы из внутренних выпускных клапанов пришлось с помощью дополнительных седьмых патрубков. Крыло самолёта перенесли вперёд на 100 мм.
28 декабря 1943 года начались заводские испытания Як-9У (лётчик-испытатель А.И. Кокин), построенного на заводе №166. С 18 января проходили государственные испытания в НИИ ВВС. В протоколе государственных испытаний было записано, что Як-9У с двигателем ВК-107А до высоты 6000 м является лучшим из известных истребителей. Но дефекты мотора не позволяли использовать самолёт в боевых подразделениях. Падение давления масла, вибрация двигателя, недостаточное его охлаждение и, как следствие, малый моторесурс.
Благодаря непрерывно ведущейся работе удалось снять большинство эксплуатационных ограничений. Установили новые радиаторы ОП-728, увеличили толщину обшивки фюзеляжа, улучшили аэродинамику. Одновременно росло качество производства.
В феврале 1944 года на омском заводе №166 собрали первые 11 самолётов. К марту наладили выпуск доработанных Як-9У. Завод № 82 в Москве стал выпускать серийные истребители так же в феврале 1944 года. Уже в мае завод №166 передал ВВС 90 самолётов, а московский завод – 50 Як-9У.
В адрес заводчан неоднократно приходили письма с фронта с благодарностью за созданные самолёты: «139-й гвардейский авиационный Смоленский Краснознаменный полк, перевооружившись на самолёт «Як-9У», на 7 ноября произвёл 433 вылета на сопровождение бомбардировщиков, прикрытие поля боя и не имеет ни одной потери в самолетах и лётчиках. В период с 13 по 29 октября в напряженных воздушных боях с самолетами противника типа «ФВ-190» и «МЕ-109» полком сбито 24 самолёта противника».
В 1944 г. Омский авиационный завод № 166 стал одним из передовых в отрасли. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 2 июля 1945 г. за образцово выполненные задания по производству боевых самолётов завод был награждён орденом Трудового Красного Знамени, 321 работник завода и треста № 2 удостоены орденов и медалей. Всего же за годы войны Омский авиазавод № 166 выпустил 78 пикирующих бомбардировщиков «Ту-2», 1405 истребителей «Як-7» и около 2000 истребителей «Як-9У», на которых воевали летчики многих прославленных частей ВВС СССР, а также французские летчики знаменитого полка «Нормандия-Неман».