В 1910 окончил Казанский университет, c 1910 по 1937 работал в обсерватории имени В. П. Энгельгардта (с 1927 по 1937 был её директором). Одновременно в 1916—1937 преподавал в Казанском университете (с 1926 — профессор). В 1937—1945 возглавлял кафедру астрономии Уральского университета (в 1939—1943 — декан физико-математического факультета), в 1945—1951 работал в Киевском университете (профессор, руководитель отдела обсерватории, в 1949—1951 — декан физического факультета), в 1951—1968 — в Главной астрономической обсерватории АН УССР (в 1952—1959 — директор, с 1959 по 1968 — научный консультант). Член-корреспондент АН УССР (1951).
Основные научные работы посвящены изучению вращения Луны и ее фигуры. С 1915 по 1931 выполнил большой ряд наблюдений на гелиометре в обсерватории имени В. П. Энгельгардта, в результате обработки которых получил лучшие значения постоянных физической либрации Луны. Им открыта и тщательно исследована асимметрия видимого диска Луны и зависимость её от оптической либрации («эффект Яковкина»). Предложил и применил новый метод позиционных углов для изучения либрации Луны. Занимался также решением ряда задач теоретической астрономии.
Автор ряда оригинальных астрономических приборов и приспособлений. На уникальном приборе собственной конструкции организовал предвычисление обстоятельств покрытия звёзд Луны для ряда городов Советского Союза. В годы Великой Отечественной войны сконструировал для авиации специальный астрономический секстант. Кроме того, им разработаны оригинальный целостат, горизонтальный лунный телескоп, кассета для астрометрического фотографирования Луны.
В его честь назван кратер на Луне.