К концу 1942 г. моторостроители создали модификацию двигателя М-82 с на номинальном режиме по сравнению с карбюраторным двигателем непосредственным впрыском топлива в цилиндры, подучившего обозначение М-82НВ. Он имел повышенную мощность М-82. В декабре 1942 г. этот мотор успешно прошел летные испытания на истребителе Ла-5, а вскоре был создан известный впоследствии мотор М-82ФН (имевший вначале обозначение М-82ФНВ) также с непосредственным впрыском топлива в цилиндры. По основным показателям он оказался очень удачным и обладал повышенной надежностью. Этот мотор широко применялся не только в период Великой Отечественной войны, но и в послевоенное время. По сравнению с М-82 он обладал большей мощностью (на взлете 1850 л. с. вместо 1700 л. с.). 
В ОКБ С.А.Лавочкина под этот мотор разрабатывался новый вариант самолета Ла-5, в котором конструкторы реализовали почти все рекомендации ЦАГИ по улучшению его аэродинамики, снизили вес благодаря замене деревянных лонжеронов крыла металлическими, а также за счет других изменений в конструкции самолета, усовершенствовали систему выхлопа и др. Задел планеров ЛаГГ-3 был достаточно большим, даже многие Ла-5Ф изначально строились как ЛаГГи. Большой задел не позволял улучшить обзор назад. С исчерпанием ЛаГГов такая возможность появилась - фюзеляжи стали изготавливать с пониженным гаргротом, а фонарь получил дополнительное остекление в задней части. Вместо бронезаголовника стали ставить 66-мм бронестекло, что тоже улучшило обзор в заднюю полусферу. Иначе говоря, конструкторы тщательно искали каждую возможность, чтобы улучшить свой истребитель.  Внешне самолет отличался от Ла-5Ф с каплевидным фонарем длинным всасывающим патрубком над капотом двигателя.  Летные испытания Ла-5ФН проводил В.Л. Расторгуев, ведущим инженером был В.Я.Молочаев. Итоги испытаний нового самолета превзошли все ожидания. Достаточно сказать, что максимальная скорость полета выросла до 635 км/ч. Теперь Ла-5 по праву вышел в число лучших истребителей мира. По скорости полета на малых и средних высотах, а также по характеристикам вертикального и горизонтального маневра он значительно превосходил немецкий истребитель Fw 190A.
В марте 1943 г. началось серийное производство знаменитого Ла-5ФН - лучшего советского фронтового истребителя 1943 г. Войсковые испытания Ла-5ФН проходил на Брянском фронте в июле-августе 1943 г.; на 14 истребителях летчики сбили в 25 воздушных боях 33 фашистских самолета (21 Fw.190, 3 Bf. 109G, 5 Ju 88, 1 Ju 87, 3 Не 111), собственные потери составили четыре "Лавочкина".
По настоящему массово Ла-5ФН начали использовать на Курской дуге, где столкнулись в воздухе две новинки, приготовленные противниками к летним боям 1943 г. - Ла-5ФН и Fw.190A. Строго говоря, оба истребителя не раз уже сходились в жарких поединках в небе России, однако под Курском на них была сделана ставка - истребителям с двигателями воздушного охлаждения предстояло завоевывать господство в воздухе. Бои показали, что, несмотря на все свои многочисленные достоинства, "фоккер" в качестве истребителя воздушного боя уступает "Лавочкину".  Особенно четко преимущество Ла-5ФН перед FW 190 проявлялось в ближнем маневренном бою. Так, например, время выполнения полного виража у «Лавочкина» составляло 19 сек, а у «фоккера» на это уходило 22. Высоту 5000 метров эти машины набирали за 5 и 5, 8 минуты соответственно. Советские летчики всегда отмечали, что с "мессерами" бои вести труднее, нежели с Fw.190. Осознали это и сами немцы. На Восточном фронте вплоть до 9 мая 1945 г. основным истребителем ягдгешвадеров оставался Bf 109.
Перевооружение полков, которым предстояло воевать под Курском, началось весной. В части приходила не только новая техника, но и молодое пополнение, причем не только "желторотики", но и опытные пилоты-инструкторы из авиационных школ. В числе последних были И.Н.Кожедуб и К.А.Евстигнеев. Тем не менее даже у инструкторов налет на Ла-5, по меркам Люфтваффе, Ройал Эйр Форс или ВВС США был просто смешным. Так Евстигнеев к началу боевых действий налетал на "Лавочкине" 19 часов 29 минут! Переучивание пополнения на новую материальную часть 240-й полк проходил в Иванове на одном аэродроме с летчиками "Нормандии", французы учились летать на Яках, но как раз тогда командир "Нормандии" Луи Дельфино совершил один полет на "Лавочкине", после чего пришел в неописуемый восторг и просил дать французам Ла-5, а не Як-1. Сержанты-инструкторы пришли в 240-й полк осенью 1942 г., но боевое крещение получили только в марте 1942 г., а "университеты" войны проходили уже над Курской дугой. На Курской дуге, в числе прочих, на Ла-5 воевали 3-й ГИАП, 88-й ГИАП, 31-й ИАП, 131-й ИАП (40-й ГИАП), 239-й ИАП, 254-й ИАП, 272-й ИАП.
На первом этапе Курской битвы Люфтваффе удалось завоевать господство в воздухе. Чтобы изменить ситуацию командование ВВС Красной Армии в спешном порядке перебросило на Курский выступ дополнительные авиационные соединения, в числе которых была 201-я ИАД, полки которой летали на Ла-5. Летчики дивизии отличились в боях, и 25 августа 1943 г. 210-я ИАД была преобразована в 10-ю гвардейскую (13 ИАП, входивший в состав дивизии, стал 111-м гвардейским истребительным авиаполком). В ходе Курского сражения произошел ставший легендарным воздушный бой А.Горовца с группой "лаптежников" - девять сбитых самолетов в одном бою! Правда, официально эти победы не подтверждены, а вот падения шести фашистских самолетов (два Ju-87, два Ju-88 и два Fw.190), сбитых на Ла-5 старшим лейтенантом И.Г.Скляровым из 177 ГИАП 14 декабря над Днепром в районе Знаменки, зафиксировали наземные войска. Летавшие на Ла-5ФН летчики северо-восточнее Курска 5 июля сбили пару Fw.190, которые пилотировали не последние в Рейхе пилоты - командир I/JG-54 майор Рейхард Зейлеро (102 победы) и лейтенант Уго Хюнерфельд (28 побед).
Правда, при переходе к серийному производству не удалось сразу реализовать все усовершенствования, намеченные КБ. Так, например, из-за дефицита дюралюминия лонжероны крыла остались деревянными, что увеличило вес серийных экземпляров, да и производственное изготовление было менее качественным. Это, конечно, привело к снижению летных данных, но тем не менее серийные Ла-5ФН по основным показателям превосходили новые немецкие самолеты и были заслуженно высоко оценены фронтовыми летчиками. 
Вскоре после начала серийного производства Ла-5ФН было улучшено его управление. Самолет стал одним из самых легкоуправляемых истребителей, отлично держался в глубоком вираже и обладал исключительно высокими маневренными данными. Но в то же время температура в кабине летчика, хотя и стала ниже, чем у Ла-5, все же оставалась довольно высокой.  В 1943 г. было выпущено 1050 Ла-5ФН. 
Сравнительные испытания в НИИ ВВС в 1943 г. показали, что по сравнению с трехточечным вариантом Bf.109G-2 - самым скоростным и маневренным из всех серийных немецких истребителей до второй половины 1944 г. самолет Ла-5ФН имел до высоты 5 км преимущество в горизонтальном маневре и через четыре - шесть виражей мог зайти в хвост Bf.109G-2 на дистанцию прицельного огня. На высотах 5 - 8 км, где воздушные бои велись редко, горизонтальная маневренность Ла-5ФН и Bf.109G-2 была практически одинаковой. В вертикальном маневре Ла-5ФН имел преимущество перед Bf.109G-2 на высотах до 3 км, незначительное преимущество в диапазоне высот 3-5 км и практически одинаковую маневренность на высотах 5 - 8 км. Таким образом, в воздушном бою инициатива оставалась постоянно за Ла-5ФН, который мог успешно вести наступательный бой с Bf.109G-2 и навязывать ему свою тактику. Преимущество Ла-5ФН перед Bf.109G-2 было более заметным, а по сравнению с Fw.190A-4 и А-5 он имел явное превосходство в скорости и во всех видах маневра. 
Подтверждением высоких боевых качеств Ла-5ФН могут служить войсковые испытания, проведенные в июле - августе 1943 г. на Брянском фронте, когда летчики на 14 самолетах Ла-5ФН в 25 воздушных боях сбили 33 самолета противника (21 - Fw.190, 3 - Bf.109G-2, 5 - Ju-88, I-Ju-87, 3-He-111), а потеряли лишь четыре истребителя. 
Кроме боевого Ла-5 в 1943 г. был выпущен на испытания его двухместный учебный вариант Ла-5УТИ. Необходимость в подобном самолете ощущалась весьма остро, о чем свидетельствует тот факт, что в действующей армии в 1944 г., не дожидаясь поступления серийных учебных истребителей, уже предпринимались, и не без успеха, попытки переделать Ла-5 из одноместного в двухместный. Доводка Ла-5УТИ несколько затянулась, и он стал поступать в строевые части и запасные авиаполки только в 1944 г. 
Что касается Ла-5ФН, то в 1943 г. по комплексу летных характеристик он стал сильнейшим серийным советским истребителем воздушного боя.