Окрыленный успешным запуском в серию перехватчика Як-25 и ясно сознавая, что построенные и испытанные Як-125Б и Як-25Р уже не соответствуют возросшим требованиям, Яковлев принял решение использовать имеющийся конструкторский задел и создать более скоростные машины на базе новых форсажных двигателей. Начиная с 1954 г., его ОКБ в инициативном порядке приступило к проектированию сверхзвуковых двухместных двухдвигательных самолетов по трем направлениям: фронтовой бомбардировщик, перехватчик и фронтовой разведчик. Самолеты должны были оснащаться двумя перспективными форсажными двигателями AM-11 конструкции ОКБ А.А.Микулина. Предполагалось, что они на максимальном режиме будут развивать тягу по 4000 кгс, а на форсаже - по 5000 кгс. Однако доводка AM-11 затягивалась, а несколько имеющихся образцов предназначались прежде всего для прототипов легкого фронтового истребителя ОКБ-155 Микояна. Поэтому Постановлением Совмина №616-381 от 30 марта 1955 г. и приказом МАП №240 от 5 апреля Яковлева перенацелили на создание новых сверхзвуковых самолетов с форсированными модификациями более отработанных двигателей РД-9.
Новый перехватчик получил предварительное обозначение Як-121. 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 АМ-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. Самолет вместе с опытным бомбардировщиком Як-123 участвовал в воздушном параде 1956 г. в Тушино.

Как и в случае с бомбардировщиком, военные торопили разработчиков с предъявлением на испытания перехватчика с двигателями РД-9Ф. Но из-за задержек с их поставкой сроки постройки прототипов срывались, и предъявление самолета на госиспытания было перенесено на III квартал. Не дожидаясь их проведения, было решено выпустить малую войсковую серию перехватчиков, при постройке которых требовалось учесть замечания военных. Выпуск самолетов, получивших обозначение Як-27, на заводе №292 в Саратове начался уже в 1956 г., т.к. предварительная подготовка производства была проведена еще в процессе заводских испытаний Як-121 и Як-123.

Як-27 (заводской шифр «изд. 21») строился в двух вариантах: с пушечным вооружением и с ракетным. Первые серийные истребители отличались от опытного Як-121 двигателями РД-9Ф, а также небольшими конструктивными изменениями, в частности, несколько другими обводами носового конуса, на вершине которого установили штангу ПВД. Вместо 37-мм пушек, имевших невысокую скорострельность, применили пушки HP-30. Часть самолетов оснащалась аппаратурой системы наведения «Горизонт-1В». В процессе производства на самолеты стали устанавливать доработанное крыло с отогнутым носком.

Головной Як-27 был испытан на заводском аэродроме в Саратове в июле 1957 г. летчиком Чувиным. На машине №0102 отрабатывался полет на одном работающем двигателе, а на Як-27 №0204 провели испытания в связи с установкой доработанного крыла. Прошедшие в НИИ ВВС госиспытания в целом подтвердили неплохие ЛТХ перехватчика, но перспективы самолет не имел - в конце 50-х гг. ставку делали на ракетные системы вооружения, поэтому истребитель, оснащенный только пушками, в серию вряд ли стали бы запускать.

Як-27, оборудованный системой вооружения К-8, получил обозначение Як-27К, а комплекс перехвата в целом - Як-27К-8. Опытный самолет строился на заводе ОКБ-115 как второй прототип Як-121 и конструктивно мало отличался от первой опытной машины. Обтекатель РЛС стал немного короче, стабилизатор сделали переставным в полете, установили двигатели РД-9Ф. Емкость четырех внутренних топливных баков составляла 3215 л. Пилоны под ракеты К-8, как и на опытном Як-25К №0119, имели обратный вынос. Заводские испытания самолета проводились в сентябре-ноябре 1956 г., а повторные, после установки доработанного крыла - в мае-июне 1957 г. Ведущим летчиком-испытателем был Волков. За этот период на самолете выполнили 14 полетов общей продолжительностью 8 ч 07 мин. Все полеты проходили с подвешенными ракетами.

Серийные Як-27К, выпущенные на заводе №292, отличались от доработанной опытной машины чуть вытянутым вперед носовым конусом и наличием штанги ПВД. На них устанавливалась модифицированная под систему К-8 станция «Сокол-2К» и аппаратура системы наведения «Воздух-1». Самолеты снабжались тормозными парашютами ПТ-5240-57. Заводские испытания этих машин проводились в Саратове в течение 1958 г. С 12 по 27 апреля летчики-испытатели А.Г.Афанасьев и К.Рожков на Як-27К №0503 выполнили 6 полетов продолжительностью 3 ч. 07 мин. С 28 апреля по 3 июня Рожков и Чувин на Як-27К №0104, Ермолов и Каширин на перехватчике №0204 совершили еще 7 полетов общей продолжительностью 3 ч. 27 мин, в которых определялись максимальные скорости, эффективность элеронов и балансировочные кривые при отключенных бустерах руля высоты и элеронов. Все полеты проводились с подвешенными ракетами.

Кроме трех упомянутых машин, в 1957 г. системой вооружения К-8 был оборудован и первый пушечный серийный Як-27 №0201. Тогда же на нем установили доработанное крыло. Контрольные испытания этого истребителя с целью проверки работы двигателей, оценки устойчивости и управляемости, а также определения его скоростных характеристик провел в декабре летчик-испытатель Ф.Л.Абрамов, выполнив 3 полета общей продолжительностью 1414 мин. До конца мая 1958 г. Як-27 №0201 участвовал отработке и заводских испытаниях системы К-8, проходивших на 6-м полигоне Минобороны в Ахтубинске (в/ч 15650). Наряду с ним, в этих работах задействовались два перехватчика Як-25К и опытный Як-27К. На этой машине выполнили 41 полет общей продолжительностью 24 ч 42 мин, на Як-27 №0201 - еще 3 полета.

За весь период испытаний на Як-27К было выполнено 74 полета, в том числе 37 - с ракетами. Максимальная скорость самолета на форсаже достигла 1270 км/ч, на максимальном режиме - 1110 км/ч. Практический потолок на форсаже составлял 16300 м при полетной массе 9400 кг (взлетная - 10680 кг). Максимальная продолжительность полета на высоте 11000 м с подвешенными ракетами -1 ч. 27 мин. Было произведено 7 пусков ракет, из них один - по парашютной мишени ПМ-1, а два - по самолетам-мишеням Ил-28. Стрельбы по самолетам производились на высотах 9000-10000 м с дистанции 5-6 км (дальность обнаружения цели - 33-35 км). Оба Ила удалось сбить. Як-27К получил достаточно хорошую оценку летчиков, но в 1958 г. на вооружение авиации ПВО приняли новый комплекс перехвата Су-9-51 с перспективой замены системы К-51 системой К-8. Этот самолет по своим характеристикам значительно превосходил Як-27К и тем самым перечеркнул его карьеру.

Лётно-технические характеристики
Экипаж, чел	2
Размах крыла, м	10.964
Длина, м	17.335
Площадь крыла, м2	28.94
Масса пустого самолёта, кг	7005
Масса нормальная взлётная, кг	10680
Тяга форсажная, кгс	3800
Тяга нефорсажная, кгс	2750
Максимальная скорость, км/ч	1270
Продолжительность полета, ч	1.3
Практический потолок, м	16300

Двигатели
Вариант	Тип	Модель	Кол-во	Тяга форсированная, кгс
1	ТРД	РД-9Ф	2	3800

Авиационное артиллерийское оружие
Вариант	Тип	Модель	Калибр, мм	Кол-во	Боекомплект
1	Пушка	НР-30	30	2

Авиационные средства поражения
Вариант	Тип	Модель	Масса, кг	Кол-во	Нагрузка, кг
1	УР	К-8		2

Классификаторы
Вид применения	Истребитель
Тип двигателя	Реактивный
Тип фюзеляжа	Однофюзеляжный
Конструкция крыльев	Моноплан
Тип оперения	Нормальное однокилевое
Тип ВПУ	Трехопорный (передняя)
Расположение двигателей	Под крылом

Дополнительная информация
Конструктор	Яковлев А. С.
КБ	ОКБ-115
Индекс КБ	Як-121
Индекс ВС	Як-27
Начало разработки	1954
Завод	№292 Саратовский
Построен	1955
1-й полёт	1955
Начало гос. испытаний	1955
Принят на вооружение	1956
Период	1945-1964
Базовое применение	Истребитель-перехватчик
Выпуск	Серийный
Обозначение NATO	Flashlight-C