Dzięki dużemu nadmiarowi ciągu, na wysokości 15 km samolot miał osiągnąć prędkość 1700 km/h. Pułap 15 000 metrów miał zostać osiągnięty w czasie krótszym niż 3 minuty. W październiku 1953 roku projekt myśliwca oznaczonego jako Jak-140 uległ nieznacznej modyfikacji, dodano jeszcze jedno działko NR-30. Zmodernizowano wyposażenie instalując między innymi radiolokator SRD-1 i radiokompas ARK-5. Budowę prototypu rozpoczęto w 1954 roku i ukończono rok później. Planowany silnik AM-11 musiał zostać zastąpiony słabszym AM-9B, AM-11 był dopiero na etapie wstępnych prób i nie było jeszcze egzemplarza gotowego do zastosowania w samolocie. Silnik o mniejszym ciągu wymusił na konstruktorach kolejne przeprojektowanie maszyny – usunięto jedno z działek oraz zmniejszono zapas zabieranego na pokładzie paliwa do 1000 kilogramów. W styczniu 1955 roku rozpoczęto wstępne próby kołowania gotowym prototypem. 10 lutego tego samego roku Jakowlew zatwierdził dokumentację techniczną pierwszego lotu Jaka-140.