Самолет представлял собой модификацию истребителя ЛаГГ-1 с большей дальностью полета. Выпуск ЛаГГ-3 начался в январе 1941 г. Головным заводом по серийному производству был определен завод ?21 в Горьком, а ответственным за внедрение в серию назначен главный конструктор этого завода С. А. Лавочкин.
Планом на 1941 г. предписывалось изготовить 2960 истребителей ЛаГГ-3. До 22 июня удалось выпустить 322 самолета. Сказалась недоведенность конструкции из-за крайней спешки с запуском самолета в серию. Первый ЛаГГ, изготовленный в Горьком, поднялся в воздух с заводского аэродрома 23 января 1941 г.

Планер самолета ЛаГГ-3 отличался стойкостью к загоранию, но его живучесть снижалась из-за наличия водяной системы охлаждения. В серии за счет ухудшения внешней отделки, увеличения веса летные качества самолета заметно снизились, поэтому по боевым качествам ЛаГГ-3 уступал как основному истребителю Люфтваффе Мессершмитту ME-109F, так и отечественному Як-1. Положительными качествами ЛаГГ-3 называлось его более мощное вооружение и меньшая горючесть при поражении огнем противника, чем у других советских истребителей, однако это не могло компенсировать его недостаточных летных данных. В 1941-1944гг. С. А. Лавочкиным (на заводе ?21) и В. П. Горбуновым (на заводе ?31) были проведены работы по облегчению машины, улучшению ее аэродинамики, установке более мощного мотора - М-105ПФ. Наряду с работами по улучшению летных качеств самолета Лавочкиным, Горбуновым и Гудковым (каждым на своем предприятии) было создано большое число модификаций с различным вооружением (37 мм, 23 мм и 20 мм пушками, различным количеством пулеметов, с установкой реактивных снарядов).

В наиболее типичном для 1941 г. варианте вооружение ЛаГГ-3 состояло из пушки ШВАК калибра 20 мм и синхронных пулеметов - одного БС и двух ШКАС. Кроме того, под крыльями можно было разместить 6-8 реактивных снарядов.

В 1943 г. на серийные ЛаГГ-3 стали устанавливать новую, еще не до конца испытанную пушку НС-37. После успешных войсковых испытаний НС-37 начали устанавливали на ЯК-9Т, и штурмовики Ил-2. Так ЛаГГ-3 проложил дорогу пушке НС-37, уничтожившей много немецкой бронетехники.

Можно выделить три пути совершенствования ЛаГГ-3: облегчение за счет снятия части оборудования и вооружения, увеличение мощности силовой установки (в итоге этот путь оказался наиболее эффективным и привел к созданию Ла-5), увеличение огневой мощи за счет установки 37-мм пушки.

В 1943г. за счет усовершенствований летные данные ЛаГГ-3 приблизились к данным самолетов Як-1 и Як-7.

ЛаГГи получили во многих публикациях нелестную характеристику. Однако истребитель не заслужил такой оценки. Он, конечно, был тяжел, вял в маневре. Но в руках опытных летчиков ЛаГГ-3 становился грозным оружием. 17 побед в воздушных боях на этом самолете одержал Герой Советского Союза Г. Григорьев - летчик 178-го истребительного авиаполка, защищая в 1941 г. небо над Москвой. 3 февраля 1942 г. А.А. Губанов на ЛаГГ-3 в одном бою сбил три Bf 109. Нашими летчиками на ЛаГГах были сбиты несколько немецких асов из знаменитой эскадры "Зеленое сердце".

Именно на ЛаГГ-3 открыли свой боевой счет прославленные асы В.А. Зайцев, Н.М. Скоморохов, В.И. Попков, С.Д. Луганский, П.Я. Головачев, П.М. Камозин ставшие впоследствии дважды Героями Советского Союза.

Нарекания на самолет были вызваны не только его далеко не блестящими летными данными, но и слабой подготовкой летчиков в начале войны. Налет молодых "сталинских соколов" редко превышал 30 ч, в то время как летчики противника имели налеты порядка 450 ч. Справедливы слова: "Лучшим является истребитель, который пилотирует лучший летчик".

Осенью 1941 г. ЛаГГи вступили в бой под Москвой. На московском направлении действовали 5 истребительных авиаполков и один разведывательный полк, вооруженных ЛаГГами. ЛаГГ-3 не стал символом битвы за московское небо, но вклад в общее дело полки, воевавшие на ЛаГГах, внесли значительный. Полки, вооруженные ЛаГГами, действовали в составе Западного, Брянского и Калининского фронтов. На Калининском фронте истребители этого типа занимали даже доминирующее положение, другое дело, что их было мало. Отличились ЛаГГи в боях за Крым и Кавказ. В боях за Крым участвовали 3 истребительных авиаполка на самолетах ЛаГГ-3. Довелось ЛаГГ-3 участвовать и в войне против Японии. В основном они прикрывали штурмовиков.

Наиболее успешно ЛаГГ-3 действовал против бомбардировщиков противника, где его превосходство в летных данных и мощь вооружения имели решающее значение. Хорош был этот самолет и для выполнения штурмовых задач. На Западном фронте ЛаГГи широко применялись как разведчики.
Но в воздушных боях с истребителями противника со всей очевидностью проявлялись недостатки ЛаГГ-3, обусловленные его неважными пилотажными качествами и слишком большой массой. По летным характеристикам ЛаГГ-3 уступал Мессершмитт-109 модификаций F и G. Потому в 1942 г. производство ЛаГГ-3 было прекращено на всех заводах, кроме завода в Тбилиси, куда эвакуировался таганрогский авиазавод ?31. На горьковском заводе ?21, выпускавшем большинство ЛаГГ-3, его сменил новый самолет Ла-5, а в Новосибирске наладили выпуск истребителей Як-7. В 1941-1944 гг. заводы (?21 г. Горький, ?23 г. Ленинград, ?31 г. Таганрог (Тбилиси), ?153 г. Новосибирск) выпустили 6528 самолетов ЛаГГ-3 всех модификаций.

В 1941 и 1942 годах ЛаГГ-3 был одним из самых массовых советских истребителей. В тот период войны при больших трудностях в снабжении легкими металлами, применение древесины дало возможность значительно развернуть производство самолетов.

ЛаГГ-3 выпускался серийно заводами ? 21 (г. Горький), ?31 (г. Таганрог - г.Тбилиси), ?153 (г. Новосибирск), ?23 ( г. Ленинград). Всего с 1941г. по 1944 г. было построено 6528 таких истребителей.

За создание самолета ЛаГГ-3 Главные конструкторы В. П. Горбунов, С. А. Лавочкин, М. И. Гудков весной 1941г. были удостоены Сталинской премии 1 степени.

Наименование	ЛаГГ-3
Назначение	истребитель
Год	1941-1944
Экипаж	1
Мотор	М-105П, ПА, ПФ
Размах крыльев	9.807 м
Длина	8.82 м
Площадь крыла	17.51 м2
Полетный вес	3346-2960 кг (в зависимости от серии)
Скорость	535-598 км/ч (в зависимости от серии)
Практический потолок	8500-10000 м (в зависимости от серии)
Дальность	870-470 км