В 2002 г. ВВС разработали тактико-техническое задание на модернизацию самолёта Як-52 в учебно-тренировочный вариант Як-52М для профессионального отбора и первоначальной лётной подготовки будущих военных лётчиков и пилотов-спортсменов. Модернизированный Як-52М отличался новым крылом, обеспечивающим гарантированное и безопасное сваливание на нос; топливными баками-кессонами увеличенного объёма, современным радиосвязным и пилотажно-навигационным оборудованием, позволяющим выполнять полёты днём и ночью в различных метеоусловиях.
Кроме этого, на Як-52М установлены: комплекс средств аварийного спасения экипажа КСАП-52М во всём эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полёта, силовая установка с двигателем М-14Х и винтом изменяемого шага МТУ-9-В-С/СL 250-27-01, новый фонарь кабины лётчиков. Почти в два раза увеличен ресурс машины.
Первый полёт на Як-52М выполнил лётчик-испытатель ОКБ О.С. Кононенко 16 марта 2004 г.
По результатам госиспытаний, завершившихся в 2005 г., главком ВВС утвердил комплексный план подготовки Краснодарского авиационного лётного училища для обучения на самолетах Як-52М. Планом в течение двух лет предусмотрена поставка 20 машин, постройку которых поручили 308 авиаремонтному заводу Минобороны РФ. В 2006 г. Як-52М был определён авиационными властями Украины в качестве базового самолёта для создания «украинской» версии учебнотренировочного: Як-52УМ.
Двигатель — М-14Х мощностью свыше 360 л.с. Размах крыла — 9,5 м. Площадь крыла — 15 м2. Запас топлива — 200 л. Максимальная дальность — 900 км.