Модификация заключалась в том, что за кабиной летчика между 2-й и 4-й рамами фюзеляжа (на месте задней кабины) были оборудованы четыре бомбоотсека, расположенные попарно один за другим (в виде труб) для подвески четырех фугасных бомб ФАБ-100 или четырех кассет с противотанковыми авиабомбами ПТАБ массой 1,5 кг по 32 бомбы в каждой кассете. Стрелковое вооружение как у Як-9Д.

Бомбоотсеки значительно расширили диапазон боевого применения самолета. Без бомб Як-9Б мог использоваться как фронтовой истребитель, а с бомбами - как скоростной истребитель-бомбардировщик для атаки точечных, хорошо защищенных целей.

Стенки отсеков были наклонены назад под углом 75° к продольной оси самолета. Снизу каждый отсек закрывался отдельной створкой. Бомбы подвешивались в отсеки стабилизаторами вниз и удерживались от выпадания створками, которые, в свою очередь, удерживались замками. В верхней части отсеков были установлены регулируемые упоры, центрирующие бомбы ФАБ-100.

Сбрасывание бомб могло осуществляться попарно или залпом путем открывания створок с помощью электроспусков, включаемых кнопкой на ручке управления самолетом, или с помощью аварийного механического сбрасывателя.

Порядок сбрасывания бомб устанавливался четырьмя тумблерами на левом борту кабины. Для доступа к бомбоотсекам задняя прозрачная часть фонаря кабины была выполнена легкосъемной.

Загрузка бомбоотсеков осуществлялась снизу с помощью переносной лебедки, устанавливаемой над ними на спецферме. При этом необходимо было поднимать хвост самолета над землей на 0,5...0,6 м или устанавливать самолет над специально вырытой в земле траншеей.

На подвеску двух ФАБ-100 требовалось 20 мин, четырех - 25 мин. Подвеска четырех кассет со 128 бомбами ПТАБ-2,5-1,5 занимала 22 мин.

Нормальный вариант бомбовой нагрузки 200 кг в двух передних отсеках (ПТАБ-2,5-1,5 или две ФАБ-100). Полетная масса самолета в этом варианте - 3356 кг, центровка - 23,4% САХ, противокапотажный угол при торможении - 25°15'. При этом Як-9Б обладал некоторым запасом продольной статической устойчивости и допускал пилотирование летчиками средней квалификации при небольшой дополнительной тренировке, Бомбовая нагрузка в 300 и 400 кг считалась перегрузочным вариантом. Полетная масса самолета при 400 кг бомб - 3556 кг, центровка - 33,0% САХ, противокапотажный угол при торможении- 34°10'. В этом варианте Як-9Б не обладал устойчивостью в продольном отношении. Полеты разрешались только в особых случаях и только для летчиков с хорошей и отличной техникой пилотирования.

При загрузке Як-9Б двумя бомбами ФАБ-100 скорость его уменьшалась на 2...3 км/ч, а при четырех бомбах на 5...7 км/ч. Время набора высоты 5000 м увеличивалось соответствен- но на 0,5 мин и 1,5 мин. С 400 кг бомб и полной заправке горючего (485 кг) взлет несколько усложнялся. Во время разбега самолет неохотно поднимал хвост.

Для обеспечения нормальной работы Як-9Б с 200 и 400 кг взлетная дистанция до препятствия высотой 25 м должна была быть на 300...500 м больше, чем для Як-9Д.

Бомбометание 300 и 400 кг бомб было допустимо только с горизонтального полета ввиду того, что Як-9Б не удовлетворял нормам прочности редакции 1943 г. для пикирующих бомбардировщиков.

Прицельное бомбометание можно было производить с горизонтального полета, на выводе из пологого пикирования и с пикирования под углами до 45°. При соответствующей тренировке летного состава в бомбометании на выводе из пикирования можно было добиться поражения целей размером до 50 м. В зависимости от режима бомбометания существовали свои способы и методы прицеливания. Использовались специальные метки, нанесенные на остекленной части козырька фонаря и на крыле, а также солдатики сигнализации положения опор шасси, капот двигателя, патрубки и т.д. При этом требовалось определенное положение корпуса головы и глаз летчика. Кроме того, требовалось производить строго регламентированные довороты самолета на цель.

Например, при бомбометании с горизонтального полета летчик должен был визировать цель по капоту двигателя, затем наметить впереди цели хорошо заметный ориентир и в момент прихода цели к носу самолета продолжать полет в том же направлении в течение 3 с, отсчитывая время произнесением чисел 21, 22, 23, после чего сбросить бомбы. Направление полета при отсчете времени выдерживалось по ориентиру.

Модификацию Як-9Д в истребитель-бомбардировщик ОКБ выполнило ровно за один месяц - к 20 марта 1944 г. Госиспытания проходили в четыре приема: на облет и взвешивание - 23-24 марта 1944 г.; на определение характеристик устойчивости и управляемости - 23 мая - 11 июня; контрольные испытания первого серийного самолета - 12-19 июля; на штопор - в июле-августе 1944 г. (летчики А.Г.Прошаков, Ю.А.Антипов, А.Г.Кубышкин, ведущий инженер А.Т.Степанец). Войсковые испытания Як-9Б проходил в 330 иад (командир дивизии гв. полковник Ф.И.Шинкаренко) с 18 декабря 1944 г. по 20 февраля 1945 г.

Было произведено 2494 боевых самолето-вылетов с бомбометанием, сброшено 51047 бомб общей массой 356,5 т, проведено 53 воздушных боя, сбито 25 самолетов противника, в том числе 20 FW-190, 2 Me-109, 1 Арадо-56, 2 He-129. Потери Як-9Б в воздушных боях - 4 сбито и 4 подбито.

В результате бомбометаний выведено из строя и уничтожено много техники и живой силы противника: танков - 29, бронетранспортеров - 11, автомашин - 1014, автоцистерн - 17, тракторов - 3, орудий - 7, паровозов - 18, железнодорожных вагонов - 161, станционных зданий - 20, складов горючего - 4 и т.д.

Несмотря на положительные результаты боевого применения, Як-9Б получил по итогам войсковых испытаний, в общем, неудовлетворительную оценку вследствие отсутствия специального прицела для бомбометания; сложности пилотирования при бомбовой нагрузке 500 и 400 кг и полной заправке горючего, а также наличия таких дефектов, как зависание авиабомб при бомбометании с пикирования под углом 45...50°, трудность загрузки и разгрузки самолета бомбами и др.

По этой причине, а также вследствие близкого окончания Великой Отечественной войны была построена лишь войсковая серия Як-9Б (в феврале-марте 1944 г.) в количестве 109 машин. Ими была полностью вооружена одна 130 иад на 3-м Белорусском фронте, в которой одна эскадрилья, построенная на средства артистов московского театра, называлась "Малый театр - фронту".