Як-7-37 являлся модификацией серийного самолета Як-7БМ-105ПА и отличался от него более мощным пушечным вооружением. Вооружение: мотор-пушка МПШ-37 Б.Г.Шпитального калибра 37 мм, два синхронных пулемета УБС калибра 12,7 мм и в перегрузку - шесть РС-82 [Изменения в фюзеляже самолета обеспечивали установку любой из следующих пушек: МПШ-37, ВЯ-23, ШВАК (при двух последних боезапас увеличивался) в сочетании с двумя пулеметами УБС или ШКАС].
Перезарядка пушки и пулеметов - пневматическая; спуск пушки - электрический, пулеметов - электропневматический. Боезапасы пушки - 20 снарядов, пулеметов - 450 патронов (для левого пулемета - 260, для правого - 190). Осколочно-зажигательные, бронебойно-зажигательно-трассирующие снаряды с начальной скоростью 860...900 м/с позволяли вести эффективную стрельбу из пушки не только по воздушным, но и по наземным целям (бронемашинам, танкам), и кораблям малого тоннажа. Взрыватели снарядов имели механизмы дальнего взведения.
По мощности огня Як-7-37 значительно превосходил все известные истребители, участвовавшие в боевых действиях в 1942 г. Секундная масса залпа составляла 4,15 кг/с и была больше, чем у Як-1 и Як-7А в 2,4 раза, Як-7Б - в 1,53 раза, ЛаГГ-З-37 - в 1,15 раза, ЛаГГ-З последних серий - в 2,07 раза, Кертисс P-40 "Киттихаук" - в 2,55 раза, Me-109F с пулеметом MG-151 - в 4,4 раза и с пушкой MG-FF - в 1,46 раза.
В связи с установкой нового вооружения в конструкцию Як-7 были внесены следующие основные изменения: для размещения казенной части пушки и сохранения центровки самолета в допустимых пределах кабина летчика смещена назад на 400 мм, задняя кабина ликвидирована, крыло с трапециевидными законцовками оборудовано автоматическими предкрылками, установлено хвостовое колесо увеличенного размера (300х125 вместо 255х110 мм), для улучшения взлетных свойств самолета осуществлено управление форсажем двигателя за счет большего открытия заслонки на входе в нагнетатель, установлены антенна, приемная радиостанция, верхние щитки шасси, фара, система НГ от выхлопа отработанных газов двигателя и др. Смещение кабины назад на 400 мм не привело к существенному ухудшению обзора вперед, но улучшило обзор назад. Установка предкрылков заметно улучшила устойчивость самолета и уменьшила опасность срыва в штопор на малых скороростях и критических углах атаки.
Полетная масса возросла с 3042 кг у Як-7Б до 3235 кг, нагрузка на крыло - со 177 до 190 кг/м*, удельная нагрузка на мощность - до 3,08 кг/л.с., усилие на хвостовом колесе до 351 кг.
В связи с этим летно-тактические характеристики по сравнению с Як-7Б ухудшились. Максимальная скорость во всем диапазоне высот уменьшилась примерно на 15 км/ч; время набора высоты 5000 м увеличилось на 0,65 мин, длина разбега и пробега - на 100 м, время выполнения виража на высоте 1000 м - на 2 с; набор высоты за боевой разворот с высоты 1000 м уменьшился на 100 м.
Постройка Як-7-37 закончена 10 апреля 1942 г. Самолет проходил сов- местные заводские и государственные испытания на заводе N153 с 15 апреля по 10 мая 1942 г.
Программа испытаний выполнена не полностью - не определены в намеченном объеме летные характеристики (в частности взлетно-посадочные свойства самолета), не полностью отстреляны пулеметы в воздухе, совершенно не отстреляна пушка. Невыполнение программы произошло вследствие неисправности пушки МПШ-37 (кольцевая трещина на стволе), вынужденной посадки вне аэродрома и аварии самолета из-за прострела лопастей винта пулями синхронных пулеметов УБС.
Як-7-37 как представлявший для ВВС определенный интерес был выпущен небольшой серией в августе 1942 г. - 22 самолета без предкрылков, проходил войсковые испытания на Северном фронте в 42 иап 240 иад и хорошо проявил себя в воздушных боях.
На Як-7-37 было проведено 12 групповых боев при примерно равном соотношении сил. Сбито 10 самолетов противника, из них: Me-109 - 8, FW-190 - 1, He-129 - 1; подбито 2 Ме-109. Свои потери: сбито 4 самолета, подбито - 3.
Пушка МПШ-37 зарекомендовала себя как безотказное и грозное оружие. Попадание снаряда в бензобаки сопровождалось взрывом, в крыло - появлением пробоины площадью свыше 1,0 м*. Попадания одного снаряда практически было достаточно для уничтожения самолета противника. Бронебойный снаряд с расстояния 200 м пробивал 50-мм броню.
Отдача при стрельбе переносилась летчиком и самолетом в общем безболезненно. Однако на первых порах отмечались случаи течи масла из заднего уплотнения редукторного вала после 200...300 выстрелов. Дефект со временем был устранен путем разжатия кожаных манжет уплотнения, а также установкой (по типу самолета ЛаГГ-З) конусной втулки со спиральным канавками.
