Drugą wersją był Jak-27K z uzbrojeniem rakietowym. Przenosił on dwa kierowane pociski rakietowe K-8 pod skrzydłami (kompleks rakietowy Jak-27K-8), był wyposażony w stację radiolokacyjną Sokoł-2K oraz aparaturę naprowadzania z ziemi Wozduch-1. Próby fabryczne prowadzono w 1958, łącznie z próbami nowego systemu rakietowego K-8. Samolot osiągał prędkość maksymalną 1270 km/h. Mimo to, nie został przyjęty na uzbrojenie, ponieważ w tym czasie na uzbrojenie wchodził już samolot Su-9 o osiągach znacznie przewyższających Jaka, na którym przewidywano zastosować także pociski K-8 (wersja rozwojowa Su-11).
Prowadzono też w 1957 próby wysokościowego myśliwca przechwytującego Jak-27W z napędem kombinowanym odrzutowo-rakietowym, przebudowanego z prototypu. Wersja ta miała ulepszone skrzydło, silniki RD-9AKJe i dwa działka 30 mm NR-30. Dla zmniejszenia masy zrezygnowano z przewidzianej stacji radiolokacyjnej Ałmaz i drugiego członka załogi. W ogonie kadłuba zamontowano silnik rakietowy S-155 o czasie pracy 160-264 s. Pułap bez silnika rakietowego wynosił 14.000 m, a z silnikiem 23.500 m, prędkość maksymalna Ma=1,8. Z powodu postępu w technice rakietowej, z samolotu zrezygnowano jako nieperspektywicznego.