Дальнейшие работы по М-106П продолжались в направлении форсирования мощности М-105ПФ. С 27 октября по 9 ноября 1942 г. мотор успешно прошел 100-часовые государственные испытания. Взлетная мощность возросла с 1210 до 1350 л.с., а номинальная мощность на расчетной высоте с 1260 до 1350 л.с. Увеличение мощности мотора М-106П, причем в диапазоне высот, на которых в основном велись воздушные бои и где у М-105ПФ был "провал" мощности из-за переключения скоростей нагнетателя, сулило значительное улучшение летных данных серийных самолетов. Поэтому сразу же опытный мотор М-106П был установлен на Як-1 № 5085 для проведения испытаний. Летный эксперимент был поставлен чисто. Этот самолет испытывался до этого дважды: первый раз после выпуска в августе, и второй раз -в октябре 1942 г. после улучшения аэродинамики, обзора и вооружения, как на серийных Як-1 б. В результате испытаний были получены максимальные скорости горизонтального полета, приведенные в табл. 11.

Время набора высоты 5000 м с новым мотором сократилось с 6.25 до 5.6 мин. Вместе с тем было установлено, что существующие водо- и маслорадиаторы не обеспечивают нормального охлаждения мотора на режиме максимальной скороподъемности при температурах наружного воздуха более +15° С.

С аналогичными результатами закончились 10 января 1943 г. заводские испытания серийного Як-1 № 01111 с серийным мотором М-106-1ск (первые серийные моторы М-106П, получившие новое обозначение, были выпущены 8 ноября 1942 г.). На испытаниях были достигнуты максимальные скорости горизонтального полета у земли - 537 км/ч и на высоте 3400 м - 606 км/ч. Высоту 5000 м самолет набрал за 5.1 мин. Испытания подтвердили необходимость увеличения на 12-15 % эффективности существующих охлаждающих устройств для обеспечения нормального температурного режима мотора.

Тем не менее в расчете на то, что авиационная промышленность и ОКБ сумеют преодолеть трудности доводки систем охлаждения под новый мотор, постановлением ГКО от 10 января 1943 г. предписывалось заводу № 292 к апрелю 1943 г. полностью перейти на выпуск самолетов Як-1 с мотором М-106-1ск. В январе и феврале 1943 г. завод выпустил 47 машин с новым мотором, из которых 19 - отправили в части.

Попытку улучшить температурные режимы М-106-1ск и одновременно улучшить дополнительно летные данные самолета за счет конструктивных изменений предприняло в январе 1943 г. само ОКБ А.С.Яковлева. На его опытном заводе был переоборудован серийный Як-1 № 3299. На нем было установлено новое крыло с металлическими лонжеронами, серийное металлическое хвостовое оперение от Як-7. Водорадиатор сместили вперед, под крыло, по типу Як-7, Як-9, а маслорадиатор выполнили из двух радиаторов диаметром 225 мм, установленных в центральной части крыла. Испытания, для чистоты эксперимента, выполняли как с мотором М-105ПФ, так и с М-106-1ск. При этом были получены максимальные скорости горизонтального полета, приведенные в табл. 12.

Время набора высоты 5000 м с мотором М-106-1ск составило 4.5 мин. Но основной цели - улучшения температурных режимов мотора (несмотря на улучшение летных данных) - достигнуто не было. Это предопределило судьбу М-106. Из-за плохих температурных показателей, требующих увеличения площади радиаторов, увеличенного выброса масла в суфлер и других дефектов он был снят с производства в марте 1943 г., а вместе с ним - и Як-1 с этим мотором. Часть уже изготовленных моторов (более 300 штук) была перерегулирована на режимы М-105ПФ с потерей взлетной мощности до 1180 л.с. и получила обозначение М-106ПМ. Другая часть, из не прошедших сдаточные испытания, была переделана путем установки вместо односкоростного нагнетателя двухскоростного без замены других деталей, при этом не произошло потери мощности по сравнению с М-105ПФ. Эти моторы М-105ПФ серии 615, или "гибриды", рекомендовали использовать в школах ВВС из-за неполной взаимозаменяемости по деталям с моторами других серий. Испытания и доводка мотора М-106 и самолетных систем охлаждения были продолжены заводом № 26 (г. Уфа) на самолете Як-1 № 0130 по программе главного конструктора и прекращены после катастрофы этой машины 22 октября 1943 г.