14 апреля следующего года завершили постройку первого прототипа нового самолета. Машину сразу же перевезли на летно-испытательный комплекс ОКБ в Жуковский. С середины 1970 г. начались наземные доводочные работы по самолету, длившиеся почти год. В мае – июле машину приподнимали над землей с помощью кабеля- крана и таким образом испытывали силовую установку и самолет в режиме висения. 22 сентября состоялся первый самостоятельный вертикальный подлет ЭВМ (ВМ-01), который совершил шеф- пилот фирмы В. Мухин. Второй подлет был выполнен через неделю – 29 сентября.
В течение 1970 г. шло интенсивное строительство второй опытной машины ВМ-02.5 октября закончили сборку самолета, а через 10 дней второй прототип перевезли в Жуковский. 24 и 25 ноября Мухин выполнил на нем первые скоростные рулежки и пробежки по взлетной полосе ЛИИ, а 25 декабря (по летной книжке В. Мухина 2 декабря) он же совершил первый подлет. В том же году началось строительство третьего опытного экземпляра Як-36М.
В 1971 г. шли доработки первых двух прототипов, а 29 марта закончили постройку третьей машины (в Жуковский се перевезли 17 мая). Первый горизонтальный полет ВМ-01 выполнил 25 мая. Через три недели, 16 июня, летчик Шевяков поднял в воздух ВМ-03, также выполнив «горизонталь», но при посадке самолет перевернулся и до июня 1972 г. находился в ремонте.
В первой половине 1972 г. шли интенсивные заводские испытания Як-З6М. К лету на государственные испытания нужно было предъявить две опытные машины. 25 февраля первый полет по полному профилю (так называют в ОКБ полет с вертикальным стартом, горизонтальным полетом и вертикальной посадкой) выполнил ВМ-02, а 20 марта такая же программа была осуществлена на ЭВМ (ВМ-01). С конца весны первый прототип стали дорабатывать под новый воздухозаборник, а это, в свою очередь, потребовало заново испытать систему управления самолетом.
К лету был восстановлен и третий прототип ВМ-03. 19 июня он совершил свой первый вертикальный взлет, а 1 августа – полет по полному профилю. В конце февраля этого же года была заложена в постройку и четвертая опытная машина ВМ-04.