Вместо реактивных снарядов в бомбоотсеке можно было установить батарею из четырех 23-мм пушек с суммарным темпом стрельбы 12000 выстрелов в минуту и боекомплектом 1200 снарядов или контейнер для 1000 мин типа «Град». Кроме того, в перегрузку и при снижении летных характеристик под консолями предусматривалась подвеска:

Як-27В на заводских испытаниях

В процессе испытаний Як-26-3 подвергся существенным доработкам. На самолет установили переставной в полете стабилизатор и модифицированное крыло без аэродинамических гребней, которое имело выступающий вперед отогнутый вниз носок, служащий для предотвращения концевого срыва потока и уменьшения лобового сопротивления на больших углах атаки, а также для улучшения характеристик самолета при полете на потолке и на крейсерских режимах. На фонаре кабины пилота установили перископ. В 1956 г. ОКБ-115 и ЛИИ провели совместные испытания Як-26-3 по определению максимальных скоростей и дальности полета. Они показали, что принятые меры улучшили летные качества самолета, однако полностью от недостатков избавиться не удалось. Работу над бомбардировщиком продолжили, так как считали его перспективным. Модернизации подвергся и Як-123-1, на котором в течение 1956 г. установили доработанный стабилизатор, кормовую пушечную установку, перископ и попытались улучшить обзор из кабины штурмана путем сплошного остекления носового конуса (кроме верхней части). Самолет вместе с опытным перехватчиком Як-121 участвовал в воздушном параде 1956 г. в Тушино. Воспринятая в НАТО как модификация Як-25, эта машина получила кодовое название Flashlight-B.

К концу 1956 г. на заводе №30 достроили все заказанные Як-26. Однако неудовлетворенные результатами испытаний военные не принимали самолеты, несмотря на неоднократные попытки директора П.А.Воронина сдать их. Но и на этот раз Яковлеву удалось договориться с ВВС: приемку оформили, а вопрос дальнейшего применения самолетов ОКБ взяло на себя. В итоге три машины остались на фирме (формально - для доводочных работ по замечаниям госкомиссии), две передали ЛИИ, одну - в МАИ. Судьбу остальных бомбардировщиков выяснить не удалось.

В начале 1957 г. состоялись контрольные испытания Як-26-1 (Як-123-1), который подвергся значительной переделке: установили двигатели РД-9Ф; полностью перекомпоновали кабину штурмана: оснастили модифицированным крылом с удлиненными носками, аэродинамическими гребнями и интерцепторами на нижней поверхности, переставным в полете стабилизатором, сигнализатором выхода на критические углы атаки, двухсигнальной системой торможения колес; сняли кормовую пушку, а на ее месте разместили тормозной парашют. Площадь крыла несколько увеличилась. Элероны с весовой и аэродинамической компенсацией сместили на 1,3 м к оси самолета, что снизило эффект реверса элеронов. Левый элерон снабжался управляемым триммером, а правый - отгибным ножом. Носовая часть кабины штурмана, на которой установили длинную штангу ПВД, оставалась полностью застекленной, но переплет изменился. Новое остекление оказалось наиболее удачным, и в дальнейшем аналогичная конструкция использовалась на разведчиках Як-27Р и первых бомбардировщиках Як-28.

После доработок взлетная масса машины увеличилась до 11500 кг (топливо - 2875 кг), тем не менее, летные качества самолета существенно улучшились. Это показали контрольные испытания, в ходе которых ведущий летчик-испытатель ЛИИ Анохин и шеф-пилот ОКБ-115 Волков выполнили 23 полета: на Як-26-1 -11 продолжительностью 8 ч 09 мин, на Як-26-3 - 12 продолжительностью 18 ч 06 мин. На испытаниях удалось зафиксировать максимальную скорость 1400 км/ч на высотах 10000-12000 м и дальность полета 2050 км. Бомбардировщик стал проще в управлении и, по заключению ЛИИ, «доступен для эксплуатации летчику средней квалификации».

Казалось бы, после таких результатов самолет следовало запускать в серийное производство, ведь к середине 1957 г. на вооружении советских ВВС еще не было сверхзвукового бомбардировщика. Но параллельно с испытанием Як-26 ОКБ-115 вело проектирование более совершенного ударного самолета. Планируемая установка более мощных двигателей Р-11-300 и повышение максимальной бомбовой нагрузки до 3000 кг делали эту модель более перспективной. В итоге заказчик решил потерять во времени, но выиграть в качестве.

Как уже упоминалось, работая над модернизацией Як-25М, в ОКБ Яковлева создавали и более совершенный перехватчик. Самолет получил предварительное обозначение Як-121. Работы по нему велись параллельно с бомбардировщиком и разведчиком. ОКБ-115 предписывалось построить два опытных истребителя. Первый требовалось оснастить двумя двигателями РД-9АК, РЛС «Сокол-М», вооружить двумя 37-мм пушками с боезапасом по 50 снарядов, а также 24 неуправляемыми снарядами АРС-57 в перегрузку и предъявить на совместные госиспытания в декабре 1955 г. На второй перехватчик следовало установить форсированные двигатели М-9Ф, станцию «Сокол-2», систему вооружения К-8 и предъявить на совместные госиспытания во II квартале 1956 г.

Первый опытный экземпляр нового барражирующего перехватчика строился на заводе ОКБ-115. От Як-25М машина отличалась прежде всего более совершенной аэродинамикой. Носовой радиопрозрачный обтекатель был выполнен в виде оживального конуса. Общая длина самолета увеличилась до 17,335 м. Двухместная кабина экипажа осталась практически такой же, но обводы фонаря изменились, наклон лобового стекла увеличился. Крыло и мотогондолы соответствовали примененным на Як-26-1. Конструкция шасси оставалась как на Як-25М. Заводские испытания перехватчика завершились весной 1956 г. (отчет был утвержден 14 мая). На истребителе удалось достичь максимальной скорости 1235 км/ч на высоте 10000 м и технической продолжительности полета 3 часа с нормальным запасом топлива на высоте 12000 м.

После показа в Тушино летом 1956 г. истребитель в НАТО назвали Flashlight-C. На Западе долго не знали истинного обозначения этого самолета, и в разных источниках его именовали Як-25К, Як-27.