Як-9С с двигателем ВК-105ПФ2 и винтом ВИШ-105СВ-01 являлся модификацией серийного Як-9М и отличался от него вооружением, а также винтом, обладавшим более высоким КПД благодаря профилированию комлевых частей лопастей.
Буква "С" в наименовании самолета - это заводской индекс, не несущий какой-либо смысловой нагрузки. Вместо установленных на Як-9М мотор-пушки ШВАК с боезапасом 120 снарядов и пулемета УБС с боезапасом 200 патронов на Як-9С были установлены мотор-пушка HС-23 калибра 23 мм с боезапасом 60 снарядов и две синхронные пушки Б-20С калибра 20 мм с боезапасом по 120 снарядов.
Такой вариант вооружения предъявлялся на госиспытания на самолете Як-9У с двигателем ВК-107А - эталоне 1945 г., но испытания не были закончены вследствие крупных дефектов: перегрева масла при наборе высоты, перегрева воды в горизонтальном полете, разрушения коренных подшипников двигателя ВК-107А и др.
Hа Як-9С удовлетворялись требования ВВС к вооружению одноместных истребителей на 1945 год. Вооружение работало надежно на всех режимах полета и эволюциях самолета. Схема вооружения Як-9С в тактическом отношении являлась весьма эффективной. Попадание 23-мм снаряда в самолет противника приводило к его полному разрушению. Бронебойные снаряды пушки HС-23 легки пробивали броню немецких танков толщиной до 20 мм с дистанции 500 м под углом 45╟.
Як-9С был построен ОКБ в двух экземплярах (NN01-01 и 01-02) в мае 1945 г., проходили заводские испытания с 10 по 28 мая (летчик П.Я.Федрови) и государственные испытания с 28 августа по 14 сентября 1945 г. (летчики В.Г.Иванов и А.А.Манучаров, инженер по самолету И.А.Колосов, по вооружению - А.Г.Аронов).
В отчете по госиспытаниям отмечалось, что данная система вооружения является наиболее желательной для самолетов Як с двигателями ВК-105ПФ2.
Однако по максимальным скоростям и скороподъемности Як-9С значительно уступал находившимся в то время на вооружении Як-З ВК-105ПФ2 и Як-9У ВК-107А. Скорость его была меньше у земли на 59...62 км/ч и на 2-й границе высотности - на 67...89 км/ч, время набора высоты 5000 м было больше, чем у Як-З и Як-9У соответственно на 1,9 и 1,6 мин.
Как неудовлетворяющий требованиям в отношении летных данных, а также вследствие того, что примерно в это время данный вариант вооружения предъявлялся на Як-9У ВК-107А, самолет Як-9С в серийное производство не запускался.
