Do trước Chiến tranh thế giới II Yakovlev đã được biết đến như một phòng thiết kế máy bay thể thao hạng nhẹ nổi tiếng và cộng thêm máy bay ném bom hạng nhẹ Yak-4 đã gây được ấn tượng cho chính phủ, các quan chức chính phủ đã ra lệnh cho OKB thiết kế một máy bay chiến đấu mới gắn động cơ cánh quạt Klimov M-106 V-12 làm mát bằng nước. Những yêu cầu kỹ thuật của loại máy bay chiến đấu mới đã được công bố vào ngày 29 tháng 7 năm 1939 gồm 2 kiểu:

• I-26-1, yêu cầu vận tốc cực đại là 620 km/h (385 mph) trên độ cao 6.000 m (20.000 ft), phạm vi hoạt động trong chiến đấu là 600 km (375 dặm), vận tốc lên cao 10.000 m (32.800 ft) trong 11 phút, được trang bị hai súng máy 7,62 mm ShKAS và một súng máy hạng nặng 12,7 mm Berezin BS.
• I-26-2 có một động cơ M-106 với vận tốc cực đại là 650 km/h (404 mph) trên 10.000 m (33.000 ft) và được trang bị hai súng máy 7,62 mm ShKAS.

Thiết kế này có được thuận lợi do OKB Yakovlev đã có kinh nghiệm với máy bay thể thao có tốc độ cao và rất nhanh nhẹn. Vì M-106 bị chậm trễ, thiết kế phải thay đổi để gắn động cơ Klimov M-105P và được trang bị thêm pháo 20 mm ShVAK giữa 2 hàng piston của khối động cơ.

I-26-1 bay lần đầu tiên vào 13 tháng 1 năm 1940. Mẫu thử nghiệm đã gặp phải vấn đề nhiệt độ dầu động cơ quá cao không bao giờ được giải quyết triệt để, buộc phải hạ cánh khẩn cấp 15 lần trong những thử nghiệm ban đầu. Đến ngày 27 tháng 4 năm 1940, chiếc I-26-1 đã đâm xuống đất, giết chết phi công thử nghiệm Yu.I. Piontkovskiy. Một cuộc điều tra nguyên nhân tai nạn cho thấy phi công đã thực hiện hai vòng bay cuộn tròn liên tiếp ở độ cao thấp, vi phạm vào kế hoạch bay thử. Người ta tin rằng trong suốt vòng quay thứ nhất, bộ phận bánh máy bay đã sút ra, làm nó va chạm với cánh trong khi máy bay thực hiện vòng nhào lộn thứ hai. Người ra còn giả thiết rằng Piontkovskiy đã lệch khỏi kế hoạch bay do nỗi thất vọng rằng máy bay I-26-1 của anh chỉ dùng để thử động cơ, trong khi I-26-2 được chế tạo để dùng biểu diễn nhào lộn.

Chất lượng kém của linh kiện do những nhà cung cấp khác nhau đã làm trọng lượng của I-26-2 tăng thêm 400 kg so với dự kiến, làm giới hạn chịu đựng của khung máy bay chỉ có 4,4 G, trong khi vẫn còn vấn đề nhiệt độ dầu động cơ. Nhiều thiếu sót đã khiến I-26-2 không vượt qua được thử nghiệm của chính phủ năm 1940. May mắn cho Yakovlev là những đối thủ I-200 (sau này là Mikoyan-Gurevich MiG-3) và I-301 (sau này là LaGG-3) cũng đều thử nghiệm thất bại. Yêu cầu cải tiến được thực hiện vào mẫu I-26-3, nó được giao để thử nghiệm vào 13 tháng 10 năm 1940. Dù nó được thông qua vào 9 tháng 12 năm 1940, mẫu máy bay này vẫn chưa được hoàn thiện do các vấn đề của động cơ chưa được giải quyết.

Thử nghiệm chậm chạp và phát triển khó khăn đã gây lo lắng nhiều cho các viên chức Xô Viết, vì nên biết rằng họ đã ra lệnh bắt đầu sản xuất I-26 dưới tên gọi là Yak-1 vào 19 tháng 2 năm 1940, chỉ một tháng sau khi I-26-1 thực hiện chuyến bay đầu tiên! Mục đích của việc may rủi này là rút ngắn thời gian trì hoãn giữa thử nghiệm và sản xuất máy bay. Để dự phòng, I-200 và I-301 cũng được ra lệnh đưa vào sản xuất. Mặc dù Yak-1 chậm hơn I-200 và vũ trang kém hơn so với I-301, nó được hưởng lợi thế được bắt đầu kế hoạch sớm hơn, cho nó sự dẫn đầu chắc chắn trong thử nghiệm và sự phát triển so với đối thủ cạnh tranh của nó. Sự khởi đầu của Chiến tranh Xô-Đức vào 22 tháng 6 năm 1941 khiến việc phát triển và ứng dụng nhiều thiết kế rất có triển vọng như Polikarpov I-185 không thể tiếp tục. Một thực tế khác là sự ưa thích cá nhân mà Stalin dành cho Yakovlev cũng tương tự như mối quan tâm dành cho Yak-1.

Việc vừa sản xuất vừa thử nghiệm một mẫu thiết kế còn cần nhiều cải tiến như I-26 đã gây tai hại cho dây chuyền sản xuất. Gần 8.000 thay đổi được thực hiện trên mẫu thiết kế chi tiết vào năm 1941, 7.000 thay đổi trong năm tiếp theo, và 5.000 thay đổi nữa được thực hiện năm 1942. Việc sản xuất còn bị chậm trễ do thiếu động cơ, cánh quạt, bộ tản nhiệt, bánh máy bay, và những khẩu pháo. Thiếu nguyên liệu có chất lượng đã dẫn đến việc gỗ dán đã bị lột ở cánh của nhiều vài máy bay. Và điều tồi tệ nhất đã xảy ra vào ngày 23 tháng 6 năm 1943 khi nhà máy số 292, nhà máy sản xuất chính của Yak-1 đã bị ném bom và bị thiêu rụi toàn bộ. Đáng ngạc nhiên, việc sản xuất được khôi phục trên sự đổ nát vào ngày 29 tháng 6 sau đó. Do dung sai chế tạo lỏng lẽo, mỗi máy bay có tính đơn nhất, vì nhóm công nhân trong dây chuyền lắp ráp có nhiệm vụ phải ghép lại những linh kiện trông như rất khác biệt nhau. Ví dụ, bộ phận bánh máy bay ở bên trái và bên phải có thể dài ngắn khác nhau và góc không cân đối, mà trong kỹ thuật đòi hỏi phải cân đối để đảm bảo cho máy bay không bị chao đảo khi bay. Những linh kiện thay thế thường không có thể lắp lẫn nhau. Việc sản xuất Yak-1 kết thúc vào tháng 7 năm 1944, chiếc cuối cùng được chế tạo là chiếc thứ 8.721.