失败的侦察型
如前文所述，在雅克-120项目初期，并行发展的还有一种雅克-125侦察型原型机。1952年8月26日，雅克-125原型机在沃尔科夫的驾驶下首飞，该机看上去非常像雅克-25，保留了圆润的机鼻，只是机鼻内安装了照相机而不是雷达。此外，雅克-25的两门N-37L机炮也被换成了一门诺德尔曼-里希特NR-2323毫米机炮，备弹80发。雅克-125后座的侦察系统操作员（RSO）配备了一个潜望镜，地板上也开了小窗以帮助他操作照相机。
雅克-125原型机的外形和雅克-25一样，只是机鼻内安装了照相机而不是雷达
但雅克-125的试飞表现并不足以说服苏联空军投产该机，主要问题就是后座侦察系统操作员视野有限。为此雅克设计局重新设计的座舱布局，把飞机改成了单座座舱，然后把侦察系统操作员挪到透明机鼻中，大大改善了视野。1955年，改进后的设计被批准制造10架雅克-25R预生产侦察机，但之后就没有下文了。在那个年代，无论是技术还是需求都在快速发展中，苏联空军很快就把兴趣转向了更先进的伊尔-28R“小猎犬”战术侦察机。
为了解决后座侦察系统操作员视野限制问题，雅克设计局又拿出了雅克-25R
雅克设计局又在雅克-25R基础上研制了具有同样透明机鼻的雅克-125B战术核打击型原型机，其中“B”代表“Бомбардировшчик”（轰炸机）。除机鼻外，雅克-125B的起落架也经过了修改，主起落进行了加强以承受更大的起飞重量，前起落架改为向前收起的双轮结构，此外起落架轴距也增加了。雅克-125B在1955年开始试飞，机腹有凸起的RMM-2“铷”瞄准雷达的小天线罩。但雅克-125B的命运和雅克-25R一样，没有被苏联空军看中。
然后利用雅克-25R的成果搞出了雅克-125B
雅克-125B的机腹弹舱可挂载一枚核弹
苏联海军曾对雅克-25产生过兴趣，想把它作为海上侦察机使用。于是雅克设计局在1955年开始试飞一种雅克-25MR原型机，其中“MR”代表“МорскийРазведчик”（海上侦察）。雅克-25MR保留了“手电筒”的基本结构，具有串联双座布局和机鼻雷达罩，只是里面安装的是海上监视雷达。该机还内置垂直和倾斜摄像机，并拆除了一门N-37L机炮。但雅克-25MR同样没有获得量产。
雅克-25MR原型机
雅克-25MR机头侧面的照相窗口
长翼“曼陀罗”
在雅克-25生产末期，雅克设计局接到命令，在“手电筒”的基础上研制一种高空远程战略侦察机——雅克-25RV，“RV”代表“РазведчикВысотный”（高空侦察）。雅克-25RV原型机在1959年3月1日首飞，试飞员是V.P.斯米尔诺夫。北约得知该机型后，为它取了“曼陀罗”的代号。
雅克-25RV的平直翼翼展达23.5米，同时取消了翼刀，每侧机翼下方安装一个图曼斯基R-11V-300涡发动机吊舱
雅克-25RV的修改幅度是如此之大，以至于继续沿用雅克-25编号看起来更像是对项目的掩盖。雅克-25RV只有后机身来自基本型，前机身则经过彻底重新设计，具有单座座舱和内部安装照相机的不透明机鼻，机腹也布置了照相设备舱。
雅克-25RV的平直翼翼展达23.5米，同时取消了翼刀，每侧机翼下方安装一个图曼斯基R-11V-300涡发动机吊舱。R-11V-300是米格-21使用的R-11发动机的非加力高空优化型，最大推力39.2千牛（4000千克）。该机的垂尾也经过了修改，扩大了根部延伸段的面积。在起落架方面，雅克-25RV的翼尖支撑轮改为向前收回，不再是“手电筒”之前的向后收。雅克-25RV没有配备武器。
第一架雅克-25RV原型机
雅克-25RV是苏联空军大力支持的项目，在1961年投入生产。该机服役后处于极端保密状态，1964年7月，V.P.斯米尔诺夫驾驶雅克-25RV创造了20174米的世界高度纪录，但在国际航空联合会（FAI）的记录中，这架飞机仅被简单地描述为“RV”。
苏联空军和国土防空军共装备了74架雅克-25RV，防空军的少量雅克-25RV-1没有安装侦察装备，仅被用于高空截击训练。当时防空军在努力摸索如何击落从高空入侵的西方飞机（如U-2），为此雅克-25RV-1可加装有无线遥控装置作为靶机用于防空部队的截击训练。在看到训练效果不错后，苏联又生产了一批81架全新制造的雅克-25RV-2无线电遥控靶机。雅克-25RV最后在1965年停产。
雅克-25RV-1涂有显眼的识别色
雅克-25RV在苏军一线部队一直服役到上世纪70年代初，虽然黑色或深蓝色对高空侦察机来说是更好的伪装色，但雅克-25RV始终保持着无涂装的金属原色。雅克-25RV曾秘密侦察过巴基斯坦、印度、中国和日本。
虽然黑色或深蓝色对高空侦察机来说是更好的伪装色，但雅克-25RV始终保持着无涂装的金属原色
在60年代后期，几架雅克-25RV经过改装后执行了辐射侦察任务，这就是雅克-25RR，其中“RR”勿庸置疑代表“РадиационныйРазведчик”（辐射侦察）。雅克-25RR的翼下挂载两个标准的辐射采样吊舱，吊舱中的滤纸能够捕捉大气中的辐射颗粒。
70年代初，一些雅克-25RV被改装成了雅克-25RRV信号情报（SIGINT）平台，其中“RRV”代表“РадиотехничевскийРазведчикВысотны”（高空无线电信号侦察）。雅克-25RRV在外观上看起来和雅克-25RR非常相似，也挂了两个吊舱，只不过是“波-S”信号情报吊舱。
同样在70年代初，苏联空军萌生了用雅克-25RV改型击落美国侦察气球的想法。美国对苏联的高空气球侦察始于20世纪50年代，在1955年上半年的几个月，美国向苏联飘了数百个侦察气球，之后偃旗息鼓了一段时间，到1958年又飘放了三个大型气球。这两次行动都令人尴尬地失败了，第二次飘放还直接违背了美国总统艾森豪威尔的命令，让他怒不可遏。尽管美国只承认这两次气球侦察，但苏联坚持说直到70年代美国侦察气球仍在继续侵犯其领空。无论真相如何，雅克-25RV气球拦截机最后还是被取消了，没有造出原型机。
雅克-25RRV的“波-S”信号情报吊舱
雅克-25RV三面图雅克-25RV“曼陀罗”
翼展 23.5米
翼面积 55平方米
长度 15.93米
高度 3.8米
空重 6175千克
起飞重量 9800千克
最大速度 965公里/小时
升限 21000米
无副油箱航程 2100公里
向音速冲刺
雅克设计局从一开始就致力于持续改进雅克-25的性能，以及持续尝试让该机胜任其他任务，先后试飞了雅克-120M/雅克-121/雅克-122/雅克-123原型机，但只有雅克-122获得投产，成为了雅克-27R。
雅克设计局一直在寻找更强大的发动机来改进雅克-25。1955年，雅克-120M轰炸型原型机首飞成功，该机安装两台被米格-19采用的米库林AM-9A/RD-9A加力涡喷发动机，最大军推26.0千牛（2650千克），加力推力31.9千牛（3250千克）。雅克设计局期望新发动机能大大提高该机的性能，并计划在生产型上安装“猎鹰-M”雷达，在机身增加内置火箭巢，使用两门诺德尔曼-苏兰诺夫NS-2323毫米机炮取代N-37L。虽然换装了新型发动机，但雅克-120M的速度仍没有突破音障，没获得苏联空军的青睐也就不奇怪了。
换装了加力涡喷发动机的雅克-120M原型机