Замена карбюратора АК-82БП на инжектор НБ-34 оказалась не единственной доработкой в конструкции двигателя. Для улучшения охлаждения цилиндра и его головки площадь оребрения увеличили на 27 %, усилили конструкцию поршней и толкателей клапанов, модернизировали воздуховоды нагнетателя. Это привело к увеличению массы мотора до 900 кг, но зато его мощность возросла на 150 л.с.

Стендовые испытания двигателя удалось завершить лишь 28 июня 1942 года. Вскоре, 10 августа, оснащенный новым мотором легкий бомбардировщик Су-2 поднялся в воздух. В полете М-82 НВ работал нормально, но к сожалению, после второго полета, на посадке, Су-2 потерпел аварию из-за отказа шасси и испытания пришлось на время прервать. После возобновления испытательных полетов выяснилось, что летные характеристики Су-2 с М-82 НВ значительно возросли, и мотор был немедленно рекомендован для запуска в серийное производство.

Между тем приказом НКАП № 698 от 1 сентября 1942 года заводу № 19 поручалось провести дополнительные 100-часовые летные испытания Су-2, крайним сроком завершения которых было 1 октября 1942 года. Одновременно директорам заводов №№ 19 и 21 было поставлено задание к 10 октября изготовить пять Ла-5 с мотором М-82 НВ для проведения войсковых испытаний. Но завод № 19 не смог поставить двигатели, и приказ был выполнен только 16–25 января 1943 года, когда Ла-5 с/н 37210871, оснащенный мотором М-82 НВ, был подготовлен к испытаниям. Машина еще сохраняла характерную черту Ла-5 — высокий гаргрот, в таком виде с мотором М-82 она проходила испытания в ЦАГИ. Но уже было принято решение радикально модернизировать самолет, серьезно изменив конструкцию фюзеляжа и крыла, как было описано в разделе о Ла-5Ф.

По сравнению с Ла-5Ф в конструкцию внесли еще ряд доработок: изменили размер воздухозаборника и боковых жалюзи, а также существенно переработали выхлопную систему. Теперь каждый цилиндр имел свой собственный выхлопной патрубок, выведенный к борту фюзеляжа, где патрубки формировали своего рода эжектор, в отличие от Ла-5Ф с общим коллектором и выхлопом для каждого борта. Эти доработки затянули сроки постройки первого «настоящего» Ла-5 с М-82 НВ — его первый полет состоялся только 15 марта 1943 года. Тогда же форсированный М-82 получил обозначение М-82ФНВ, которое несколько позже сократили до М-82ФН.

В. Л. Расторгуев быстро провел полеты по программе заводских испытаний, завершив их уже 17 марта с отличными результатами. Основным достижением было увеличение максимальной скорости на 48 км/ч. Государственные испытания тоже заняли на удивление мало времени — с 24 по 28 марта 1943 года. В состав комиссии входил превосходный летчик-испытатель А. И. Никашин, в свое время поднявший в воздух первый И-301 — прототип ЛаГГ-3 (к сожалению, это были последние полеты Никашина на самолетах Лавочкина — 12 июля 1943 года он погиб в ходе испытаний истребителя Гудкова Гу-1).

Никашин дал высокую оценку летным характеристикам нового истребителя. В результате 2 апреля 1943 года НКАП выпустил приказ № 187сс, предписывающий заводу № 21 немедленно приступить к выпуску Ла-5 с новой силовой установкой и деревянными лонжеронами крыла и центроплана. Взлетный вес самолета не должен был превышать 3250 кг. Одновременно директору завода № 381 Журавлеву также поручалось наладить на своем предприятии выпуск Ла-5ФН, но с металлическими лонжеронами крыла. Последние были разработаны на этом заводе под руководством главного конструктора П. Д. Грушина, но из-за ряда проблем их освоение задерживалось.

Один из опытных истребителей с мотором М-82 НВ, проходивших испытания в НИИ ВВС в период с 16 по 23 января 1943 года. Эти самолеты стали прототипами для Ла-5ФН (Тип 39).

Ла-5 с/н 39210104 оснащенный мотором М-82ФН во время испытаний в НИИ ВВС в июне-июле 1943 года.

Один из первых серийных Ла-5ФН во время испытаний в Свердловске. Антенна пока еще такая же, как у Ла-5Ф.

Отрыв полотняной обшивки на Ла-5ФН с/н 39210104, произошедший во время испытаний в июне 1943 года. Низкое качество производства и отсутствие технологической дисциплины преследовали советские ВВС на всем протяжении Второй Мировой войны.

Завод № 21 должен был выпустить 20 Ла-5ФН в апреле, 100 — в мае и 150 — в июне 1943 года. В то же время ВВС должны были провести эксплуатационные испытания, которые требовалось завершить к 10 апреля 1943 года.

В мае и июне ЛИИ и НИИ ВВС провели сравнительные испытания Ла-5ФН и трофейных немецких истребителей Фоке-Вульф FW-190 и Мессершмитт Bf-109G. В учебных воздушных боях принимали участие «сливки» советских летчиков-истребителей и испытателей: М. Л. Галлай, А. И. Гринчик, В. Л. Расторгуев и А. И. Никашин. Стало ясно, что до высоты 3000 м Ла-5ФН превосходит в бою своих противников, а на больших высотах преимущество переходит к немецким машинам.

К запланированному сроку из-за постоянных проблем с качеством изготовления и поставками комплектующих завод № 21 выпустил вместо 270 истребителей только 142. Уже после постройки первых машин стало ясно, что в заданный вес (3250 кг) уложиться не удастся. Фактический вес колебался между 3285 и 3295 кг, что было вызвано большой массой мотора (40 кг дополнительно), новыми выхлопными патрубками (+7,5 кг) и металлическими панелями обшивки центроплана (+7 кг) — в общей сложности 55 кг.