Đầu tiên Yak-9 mang tên gọi của một phiên bản hạng nhẹ sản xuất từ Yak-7 là Yak-7DI và nó bắt đầu hoạt động vào tháng 10 năm 1942. Yak-9 được trong thấy chiến đấu vào cuối năm 1942 trong thời gian diễn ra Trận Stalingrad. Yak-9 còn dùng để ngăn chặn các máy bay trinh sát của Đức trên bầu trời Moskva vào những năm 1942-1943.

Yak-9 cũng được trang bị cho Phi đội quốc tế Normandie-Niemen của Pháp sang chiến đấu ở Liên Xô.