Một chương trình hợp tác phát triển máy bay huấn luyện giữa công ty Yakovlev của Nga và Aermacchi của Ý bắt đầu vào năm 1993 và chiếc máy bay thử nghiệm đầu tiên dùng để thao diễn có tên gọi Yak / AEM-130D đã bay lần đầu vào năm 1996. Vào năm 1999, quan hệ đối tác đã đổ vỡ và từ mẫu thiết kế ban đầu, 2 công ty đã phát triển chúng thành các thiết kế riêng biệt, Yakovlev đã phát triển thành Yak-130, còn Aermacchi phát triển thành M346

Vào quý 2 năm 2003, mẫu thử nghiệm Yak-130 đã hoàn thành thành công 450 chuyến bay, bao gồm bay thao diễn tính linh hoạt với góc tấn công (AoA) là 42°.

Yak-130 có thể chịu gia tốc trọng trường từ +8g đến -3g và nó có khả năng thực hiện những chuyến bay thao diễn đặc biệt huấn luyện phi công đối với máy bay chiến đấu hiện nay và các mẫu máy bay đang phát triển, bao gồm Su-30, MiG-29, Mirage, F-15, F-16, Eurofighter Typhoon, F-22 và F-35.

Một vài phiên bản khác của Yak-130 cũng đang được tính toàn, gồm máy bay huấn luyện trên tàu sân bay, một máy bay trinh sát hạng nhẹ và máy bay chiến đấu không người lái.

Yak-130 được sản xuất hàng loạt có một vài điểm khác biệt đối với máy bay thử nghiệm thao diễn là Yak-130D, với trọng lượng nhỏ hơn, phần mũi được thiết kế hoàn chỉnh cho radar, chiều dài thân máy bay ngắn hơn và diện tích cánh cũng nhỏ hơn.

Yak-130 có thiết kế cánh cụp tối ưu, được chế tạo bằng hợp kim nhẹ với những bề mặt được làm bằng sợi carbon. Nó được bảo vệ bằng loại giáp Kevlar với các phần trọng yếu, gồm động cơ, buồng lái và ngăn chứa hệ thống điện tử hàng không.

Cánh cụp được thiết kế tối ưu nhằm tận dụng lực nâng của cánh và cánh đuôi đặt thấp hơn cánh chính, làm cho mọi chuyển động của máy bay linh hoạt hơn và giúp cho phi công có thể lựa chọn góc tấn công lớn. Để hạ cánh tại những sân bay có đường băng ngắn, máy bay được trang bị với những bộ phận ở cánh, nhằm giảm quãng đường hạ cánh.

Những cánh tà có tên Fowler được lắp ở các cánh, nó có thể chuyển động về phía sau và lên xuống để tăng lực nâng và tạo lực cản khi máy bay hạ cánh. Khung máy bay được thiết kế với tuổi thọ 30 năm với 10.000 giờ bay hoặc 20.000 lần hạ cánh.