Як-1 оснащался двигателем М-105 жидкостного охлаждения разных модификаций. До 36-й серии использовался двигатель М-105П, затем М-1 05П А, а от десятой машины 79-й серии — М-105ПФ. Мощность двигателя на второй высотной границе составляла 1050,1050 и 1180 л.с. соответственно. Двигатель пускался с помощью сжатого воздуха из баллона. Давление воздуха должно было быть не менее 50 кг/см². Пневматическая система питалась от четырех баллонов: главного, дополнительного, аварийного и баллона перезарядки оружия. На Як-16 было только два баллона. Заправка баллонов на земле осуществлялось через кран, а в воздухе с помощью компрессора АК-50. Краны пневматических систем, разработанных разными КБ, не были взаимозаменяемы, что причиняло дополнительные проблемы. Случалось, что Як, приземлившийся на аэродроме «Лавочкиных», не мог пополнить запасы сжатого воздуха. Рычаги управления двигателем находились на левом приборном щитке, а регулятор шага винта — на левом борту. Двигатель также можно было запустить с помощью автостартера. Конец вала автостартера выступал из ступицы винта. У самолетов, выпущенных заводом № 301 и первых саратовских машинах ступица винта была без крепления.

Трехлопастный ВИШ-105П, а на Як-16 ВИШ-105СВ (металлический) или ВИШ-105Д-50 (деревянный). Диаметр винта три метра.

Размещалось в четырех топливных баках в крыльях. Два ближних бака вмещали по 130 литров, а два наружных — по 74 литра, итого 408 литров. Баки подвешивались на металлических лентах, прикрепленных к нервюрам. Топливо заливалось через горловину у внешних баков, а во внутренние баки топливо поступало самотеком. Кран слива топлива помещался под ближними баками. На левой стороне имелся кран, который позволял использовать топливо из всех баков или только баков одного борта. В баки нагнетались выхлопные газы, что уменьшало вероятность пожара при попадании. Система нагнетания была недоработанной и могла приводить к тому, что двигатель глох. Вскоре систему запретили использовать в боевых частях. Лишь осенью 1942 года удалось повысить ее надежность усилиями конструкторского коллектива завода № 156. На Як-1 новую систему устанавливали со 102-й серии.

Маслобак емкостью 37 литров, маслорадиатор располагался в передней части фюзеляжа. Зимой масло разбавлялось бензином.

Система охлаждения двигателя состояла из водяного радиатора ОП-203, расположенного в туннеле под кабиной. (По положению водяного радиатора легко отличить машины Як-1/3 от Як-7/9). Емкость системы охлаждения 75 литров воды или антифриза.