Первой вехой на пути создания цельнометаллического истребителя стала постройка в январе 1944 г. самолета Ла-5 с мотором М-82ФН и тремя синхронными пушками конструкции М.Е.Березина Б-20 калибра 20 мм с боекомплектом 450 снарядов. На заводские испытания он поступил 15 февраля. Ла-7 с этим вооружением запустили в серию уже в ходе войны. В конце 1944 г. в научно-исследовательском полигоне авиационного вооружения (НИИПЛВ ВВС) проходила испытание на опытном Ла-7 синхронная пушка А.Э.Нудельмана и А.С.Суранова НС-23 калибра 23 мм. Следует отметить, что синхронные пушки такого калибра нигде в мире не использовались. Вел испытания летчик П.В.Романов. Кроме НС-23 на самолете стояла синхронная пушка УБС-20. но она испытаниям не подвергалась. Испытания НС-23 прошли успешно и было рекомендовано установить на Ла-7 две таких пушки, предъявив самолет в ГК НИИ ВВС. Средний темп стрельбы НС-23 составил 544 выстрела в мин. Начальная скорость снарядов, весивших чуть больше 200 г. находилась в пределах от 688 до 732 м/сек. Вес пушки с установкой- 60 кг.

В 1944-м построили Ла-7л с ламинарным профилем крыла, проходивший испытания в аэродинамической трубе ЦАГИ.

В КБ Лавочкина ни на минуту не прекращалось совершенствование самолета воздушного боя. Все новинки авиационной промышленности и смежных отраслей рассматривались, проверялись и, в случае положительного эффекта, внедрялись на истребителе. Например, летом 1944 года прошел стендовые испытания мотор АШ-83. Его взлетная мощность по сравнению с АШ-82ФН возросла незначительно, всего на 50 л.с. (менее 3%), но в совокупности с боевым режимом и большей высотностью он обещал заметное улучшение летных характеристик, и Лавочкин немедленно устанавливает его на Ла-7. В августе опытный истребитель впервые превысил 700-километровый рубеж скорости.

Вслед за этим перспективный, как казалось, мотор установили на новый истребитель "120". Самолет внешне почти не отличался от Ла-7, но если заглянуть под обшивку, то можно было обнаружить немало изделий из металла, снизивших вес планера почти на 150 кг. За счет более рациональной конструкции фюзеляжа, состоявшего из передней металлической и задней деревянной частей, удалось расширить кабину пилота. Крыло стало однолонжеронным, а вес его одного квадратного метра снизился до 22 кг (у Ла-5 этот параметр достигал 23,8 кг). Шасси облегчили на 22 кг. Замена синхронных пушек ШBAK на НС-23С калибра 23 мм, установленных на новом ферменном лафете, увеличила секундный залп бортового оружия почти в 1,5 раза. Но, пожалуй, самым важным отличием стало крыло с ламинарным профилем, позволившее увеличить скорость на 20 км/ч.

Испытания опытного самолета начались в январе 1945 года. В июле на нем достигли скорости 735 км/час, что на 24 км/ч превышало аналогичный показатель Ла-7 с таким же мотором. И все это на номинальном режиме работы двигателя, а ведь у него имелся резерв - боевой режим, который, правда, не довелось опробовать. Дело в том, что АШ-83 требовал доводки, за время испытаний сменили пять моторов, и вскоре полеты прекратили. АШ-83 решил судьбу самолета "120", и два его экземпляра остались в разряде опытных.

Прямым развитием истребителя стал самолет "126". Он проектировался под мотор АШ-83, но из-за прекращения производства последнего на него поставили проверенный АШ-82ФН. На этой машине окончательно отработали крыло с ламинарными профилями. Давление на поверхности крыла, набранного из профилей "160545", "150545" и "14145", разработанных в ЦАГИ, распределялось таким образом, что отпала необходимость в предкрылках. В результате у самолета, по сравнению с Ла-5 и Ла-7, исчез серьезный дефект, связанный с несинхронным выпуском предкрылков, а летчик чувствовал приближение к критическому углу атаки по легкому подрагиванию ручки управления. В штопор самолет входил плавно и при правильной координации органов управления выходил из него без запаздывания.

Летные испытания (летчики А.В.Давыдов, .Е.Федоров и А.А.Попов), завершившиеся в апреле 1946 года, не выявили особых преимуществ в летных характеристиках машины по сравнению с Ла-7, за исключением вооружения, состоявшего теперь из четырех синхронных пушек НС-23с. Их секундный залп возрос до 6 кг, в то время как у Ла-7 с тремя Б-20 он не превышал 3,1 кг. Это был беспрецедентный случай создания синхронного механизма для пушки такого большого калибра и к тому же с подвижным стволом. Конструктор авиационного вооружения А.А.Рихтер блестяще справился с поставленной задачей. Нельзя не отметить и летчика-испытателя К.Н. Новикова, испытывавшего пушечную установку на истребителе. В одном из полетов из-за обрыва тяги синхронного механизма были прострелены лопасти винта, но пилот благополучно посадил раненую машину.

"126-й", как и самолет "120", остался в разряде опытных. Но труд коллектива Лавочкина не пропал даром. Технические решения, отработанные на этих истребителях, были использованы при создании будущего Ла-9 или, как его еще называли, "цельнометаллического Ла-7".