Воздушные бои, пока еще в испытательной зоне Подмосковья, между Ла-5ФН и одним из лучших немецких истребителей Вf 109G-2 с тремя точками стрелкового вооружения, проведенные летчиками-испытателями НИИ ВВС в 1943 году, показали, что машина Лавочкина до высоты 5000 м имела перед «мессершмиттом» преимущества в вертикальном маневре. В боях на горизонталях Ла-5ФН через четыре-пять виражей заходил в хвост противнику.

Четвертый серийный экземпляр Ла-5ФН, май 1943 года

Несмотря на улучшение летных данных, одним из главных недостатков машины считался чрезмерный полетный вес. По этому поводу директор завода № 21 С.И. Агаджанов докладывал заместителю наркома авиационной промышленности П.В. Дементьеву:

«Направляю вам копию расчета весов Ла-5, утвержденных Лавочкиным, из которого видно, что вес самолета определен 3295 кг, тогда как решением ГКО этот вес установлен 3250 кг.

Это осложняется тем <…>, что завод № 19 поставляет моторы весом 929 кг вместо 900 кг.

Прошу вынести на решение ГКО вопрос об установлении веса Ла-5 М-82ФН с деревянными лонжеронами крыла и центроплана в 3295 кг…»

В мае 1943 года сборочный цех завода № 21 стали покидать первые серийные Ла-5ФН. По-прежнему высоким оставался разброс взлетных весов истребителей и их летных данных. Видимо, самым легким был Ла-5ФН № 3811022 с металлическими лонжеронами, выпущенный заводом № 381 в феврале 1944 года, при весе 3145 кг он развивал скорость 595 км/ч на высоте 5950 м, а самым тяжелым – горьковский Ла-5ФН № 39210206 – 3445 кг.

Ла-5ФН постоянно совершенствовался от серии к серии. Если раньше это связывалось с небольшими изменениями, снижавшими главным образом трудоемкость изготовления машины, то в начале 1943 года ОКБ предприняло очередную попытку улучшения всех характеристик самолета. В августе 1943 года из сборочного цеха выкатили истребитель № 39210109, и опытный глаз авиаторов сразу отметил новшества. Прежде всего, всасывающий патрубок перенесли с верхней части мотора под капот, а торчащую «бородку» маслорадиатора разместили между третьим и пятым шпангоутами. Фонарь вместо сдвижного стал открывающимся вбок по типу Вf 109, а дополнительные щитки полностью закрывали убранные колеса основных опор.

Кроме этого, улучшили зализы крыла с фюзеляжем, выхлопные коллекторы заменили индивидуальными патрубками, доработали капот и улучшили герметизацию самолета. Возросла до 20 % осевая компенсация руля высоты, снизившая нагрузки на ручку управления самолетом, а прицел ПБП-1 заменили на ВВ-1. Вооружение осталось прежнее – две синхронные пушки СП-20, не изменилось и оборудование кабины.

В таком виде самолет поступил на государственные испытания, проходившие с 30 сентября по 18 октября 1943 года. Ведущим инженером по машине был Н.Н. Борисов. По мнению летчиков-испытателей А.Г. Кубышкина и И.М. Дзюбы, П.М. Стефановского и А.Г. Прошакова, самолет по технике пилотирования ничем не отличался от серийных машин, но обзор из кабины в стороны ухудшился из-за потертости плексигласа боковых подвижных створок, что усложнило посадку и взлет с ограниченных площадок. Более того, открывавшийся вбок фонарь затруднял посадку летчика в кабину, да и аварийный его сброс двумя руками оказался неудобным. Но обзор вперед благодаря перенесению воздухозаборника под капот улучшился, облегчив летчику прицеливание.