Положение с этой машиной требовало радикальных, но безошибочных переделок. С. А. Лавочкин нашел выход — в моторе воздушного охлаждения АШ-82 А. Швецова. Этот появившийся накануне войны двигатель не слишком привлекал конструкторов истребителей — их отпугивал большой «лоб» звездообразного мотора, высокое аэродинамическое сопротивление «звезды». Но двигателисты заметно уменьшили высоту цилиндров, диаметр мотора лишь ненамного превышал модель М-105П, зато мощность 1700 л. с. вместо 1050. Важное достоинство такого двигателя и его высокая живучесть в бою — пробоины не выводят из строя систему охлаждения. К тому же АШ-82 хорошо защищал пилота от обстрела спереди. В начале 1942 года в воздух поднялся опытный модифицированный ЛаГГ, летавший быстрее Ме-109 (1941) на 40—50 км/ч. Вдобавок Ла-5 — так называлась серийная машина — превосходил Ме-109Е по вооружению: две 20-мм пушки против одной такого же калибра и двух пулеметов у фашистского самолета.

Не следует думать, что успех предопределен, если переделка машины заключается всего лишь в замене одного двигателя другим. Конструкторские муки начинаются с пере тасовки чуть ли не всех сколько-нибудь весомых элементов истребителя: более тяжелый мотор нарушает центровку исходного самолета. Разбалансированная машина не сможет задрать нос при старте, а если и взлетит, вряд ли проделает даже простейшие фигуры пилотажа. Справившись с центровкой, Лавочкин уперся в другую проблему — перегрев двигателя. Он оказался столь сильным, что истребитель, сделавший всего несколько полетов, сняли с испытаний. Пришлось повозиться с носовой частью самолета, спрофилировать ее так, чтобы воздушный поток исправно обтекал каждый из ребристых цилиндров, унося излишки тепла. Тоже непростая задача, ибо система охлаждения не должна создавать большого аэродинамического сопротивления. Вообще «детских болезней» у будущего Ла-5 оказалось вдоволь. То у истребителя барахлили закрылки, то лопалась трубка маслосистемы, то в пилотской кабине начинало печь, будто ее нарочно подогревали. Тем не менее, стараниями лавочкинского КБ, представителей моторной фирмы А. Д. Швецова, летчиков-испытателей А. И. Никашина, А. П. Якимова и других истребитель довели, и он продемонстрировал в полетах расчетные характеристики. В считанные недели самолет подготовили к серийному производству и выпустили первые десять головных машин. Испытали — и опять проблема: максимальная скорость серийного образца на 40— 50 км/ч меньше, чем у опытного экземпляра. «Недостача» серьезная, а сроки, отпущенные ГКО, предельно сжаты — за две недели поставить на конвейер Ла-5 с данными, соответствующими опытному образцу. На лавочкинский завод командируется группа известных ученых. Их «диагноз»: недостаточная герметичность капота двигателя. Еще одна переделка, и с конвейера пошли Ла-5, не уступающие по своим характеристикам истребителю-прототипу.

В небе Сталинграда состоялось боевое крещение модифицированного ЛаГГа, чудесным образом превратившегося в скоростной, маневренный истребитель с мощным пушечным залпом. Летом 1943 года в боях на Орловско-Курской дуге участвовали уже Ла-5ФН, самолеты с форсированным двигателем, «выдававшим» уже 1850 л. с. вместо 1700 у АШ-82.Немцы запустили в производство Фокке-Вульф FW-190. Но и этот хорошо вооруженный и скоростной самолет оказался тяжелее Ла-5ФН, уступал ему в быстроходности и маневре и плохо «держал» снаряды советских авиапушек. Летные свойства лавочкинского самолета улучшились и от того, что тяжелые крыльевые лонжероны из древесины заменили металлическими — «дюралевый кризис» в промышленности уже миновал. Вес истребителя уменьшился. Конструкторы поработали и над управлением — они сделали Ла-5ФН менее «строгим» к ошибкам пилота, и это особенно оценили молодые летчики. Именно на Ла-5ФН в грандиозных сражениях 1943 года открыл счет своих боевых побед молодой летчик И. Кожедуб. Все 62 немецких самолета, сбитых им за время войны, были сожжены или взорваны огнем пушек «Лавочкина». С Ла-5ФН пилот пересел в кабину Ла-7, следующего варианта удачной машины. Поработав над аэродинамикой, конструктор заставил самолет, оснащенный все тем же швецовским мотором, летать со скоростью 680 км/ч. Огневую мощь Ла-7 составили три 20-мм пушки.