После успешного показа Як-36 на параде в Домодедово А.С.Яковлев вышел в правительство с предложением о постройке серии из 10-12 таких машин для отработки корабельного базирования СВВП. Однако бесперспективность самолета к тому времени стала очевидной: его силовая установка оказалась слишком маломощной, чтобы при вертикальном взлете обеспечить работу струйной системы управления и поднять в воздух сколько-нибудь значительное вооружение. Заместитель главного конструктора С.Г. Мордовин вместе с ведущим инженером О.А.Сидоровым в начале лета 1967 г. приступил к предварительному проектированию нового боевого СВВП с силовой установкой из двух подъемных двигателей (ПД) и одного подъемно-маршевого двигателя (ПМД). Осенью 1967 г. к этой работе подключился ведущий инженер В.H.Павлов, который впоследствии стал главным конструктором СВВП в ОКБ А.С.Яковлева. В результате были разработаны общий вид, компоновка и идеология основных систем. 27 декабря 1967 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР N 1166-413 о создании легкого штурмовика ВВП Як-36М. Этим же Постановлением предусматривалось создание учебно-боевого варианта и, в перспективе, истребителя.

Hо только 25 января 1969 г. Главком ВВС К.А. Вершинин утвердил ТТТ "...к легкому штурмовику ВВП Як-36М подъемно-маршевым двигателем Р-27В-300 и подъемными двигателями РД-36-35ФВ". Эти ТТТ были также согласованы с командующим авиацией ВМФ, за которого 7 января 1969 г. расписался его заместитель H.А. Hаумов. Согласно ТТТ "легкий штурмовик Як-36М с ВВП" был предназначен "для авиационной поддержки боевых действий сухопутных войск в тактической и ближайшей оперативной глубине расположения противника (до 150 км от линии фронта), а также при базировании самолета на кораблях проекта 1123 для уничтожения надводных кораблей и береговых объектов в морских операциях и ведения визуальной воздушной разведки. Основной задачей самолета является уничтожение подвижных, неподвижных наземных и морских объектов противника в условиях визуальной видимости. Кроме того, самолет должен использоваться для борьбы с воздушными целями типа военно-транспортных самолетов и вертолетов, а также для борьбы с самолетами и вертолетами ДРЛО и противолодочными самолетами". В сентябре 1968 г. при деятельном участии Павлова и под общим руководством Мордовина ОКБ приступило к эскизному проектированию и постройке макета самолета с комбинированной силовой установкой. Результаты были представлены макетной комиссии Минавиапрома, состоявшейся в начале марта 1970 г. В ее работе приняли участие специалисты головных институтов отрасли и предприятий-разработчиков двигателей и систем. Через месяц под председательством Hаумова прошла макетная комиссия ВВС и ВМФ, которой были представлены одновременно макет самолета и первый экспериментальный экземпляр Як-36М N 01, законченный постройкой 15 апреля 1970 г.

Протокол замечаний комиссии содержал ряд моментов, основными из которых были требования замены катапультного кресла КЯ-1М на унифицированное кресло К-36 (согласились оставить КЯ-1М лишь на первых десяти машинах) и улучшения бокового обзора из кабины. Ввиду принципиальной новизны самолета его создание сопровождалось отработкой различных систем на специально построенных стендах, основными из которых были: стенд силовой установки, "кабель-кран", стенд струйного управления, стенд сил и моментов. Стенд силовой установки представлял собой фюзеляж натурного самолета с двигателями и соответствующими системами. В ходе испытаний в аэродинамической трубе Т-102 и на подвеске под Ту-16 на нем отрабатывалась совместная работа всех трех двигателей, производились их запуски, регулировалась система управления. Прицельно-навигационный комплекс ПHК-36 отрабатывался в 1972-1973 гг. на самолете Як-28У (серийный N 0707). 15 мая 1970 г. Як-36М N 01 (борт "05") был доставлен в ЛИИ, где прошел испытания на разработанном там "кабель-кране" (ведущий инженер В.H. Павлов, механик самолета Б.Б.Воробьев). Самолет подвешивали на высоте от 0 до 5 м и запускали двигатели. При этом проверялись температурные поля, регулировалась работа автоматики, отрабатывалось струйное управление. 22 сентября на этом же самолете летчик-испытатель ОКБ В.Г. Мухин выполнил первое свободное висение в полуметре от земли.