В 1945 г. все три ЛаГГ-3 передали эскадрилье HLeLv 11. Там они летали до конца года, после чего были списаны.

Весной 1942 г. один истребитель угнали из Забайкалья в контролировавшуюся тогда японцами Маньчжурию. Самолёт совершил вынужденную посадку на поле с убранным шасси. После ремонта японцы решили испытать ЛаГГ-3. Полёты начались с 29 сентября. Проводилось определение основных характеристик машины и велись учебные бои с японскими истребителями. Дальнейшая судьба этого самолёта неизвестна.

ЛаГГ-3 финских ВВС, эскадрилья LeLv 32, 1943 г. Это самолёт 4-й серии завода № 21, на котором финский завод VL переделал закрылки.

Единственным конкурентом ЛаГГ-3 в СССР был яковлевский Як-1. Первые серийные ЛаГГ-3, построенные на заводе № 21, имели перед Як-1 небольшое преимущество в скорости и дальности полёта. Истребитель Яковлева быстрее набирал высоту, на 5000 м он поднимался за 5,7 мин против 6,4 мин у ЛаГГ-3 29-й серии. Зато последний имел более сильное вооружение, состоявшее из пушки, двух ШКАСов (как и на Як-1) и крупнокалиберного пулемёта Березина.

У обоих самолётов имелись технологические «слабости», связанные с использованием дефицитных материалов. Для изготовления дельта-древесины применяли импортные фенолформальдегидные смолы. У Як-1 ферму фюзеляжа сваривали из стали 30ХГСА, которой постоянно не хватало.

Создавая ЛаГГ-3, конструкторы старались максимально реализовать запросы заказчика, что в совокупности с применением дельта-древесины существенно утяжелило планер. В то же время А. С. Яковлев, проектируя свой Як-1, проигнорировал ряд требований военных. В частности, он применил неразъёмное крыло, усложнившее транспортировку по железной дороге. С другой стороны, использование такого крыла в совокупности с ферменной конструкцией фюзеляжа облегчило планер. В результате на протяжении всей войны лишь при незначительном увеличении мощности двигателя «якам» удавалось не только поддерживать паритет, но и добиваться превосходства над немецкими «мессершмиттами» и «фокке-вульфами». Воевавший на ЛаГГ-3 лётчик Д. А. Кудымов писал: «Мы с завистью смотрели на тех, кому посчастливилось летать на самолётах конструкции Яковлева — истребителях Як-1: на этих машинах лётчики уверенно вступали в бой с немецкими самолётами любых марок, невзирая на численное превосходство противника».

Серийные ЛаГГ-3 заметно потяжелели и, лишённые полировки, заметно уступали в лётных данных опытным образцам И-301. Вдобавок, в августе 1941 г. Лавочкина обязали оснастить ЛаГГ-3 подвесными сбрасываемыми топливными баками, а для эксплуатации самолётов зимой оборудовать машину лыжным шасси. Неоднократные попытки Лавочкина и Горбунова избавить истребитель от лишнего веса за счёт снятия части вооружения к особому успеху не привели. В итоге, в 1944 г. выпуск ЛаГГ-3 прекратили. «Яки» оказались более технологичны и по этой причине проще и быстрее модернизировались, не уступая самолётам противника по лётно-техническим данным, а по манёвренности и превосходя его.

Самыми лёгкими и скоростными ЛаГГ-3 были самолёты, выпускавшиеся на заводе № 31. Отчасти это было связано с использованием лишь двух огневых точек: пушки ШВАК и пулемёта калибра 12,7 мм. Например, истребитель № 6011 с двигателем М-105ПФ при почти одинаковом с Як-7б весе развивал большую на 25–30 км/ч скорость и летал дальше, но при этом имел меньший потолок. Единственным неоспоримым плюсом ЛаГГ-3 была его плохая горючесть.

Что касается его сравнения с МиГ-3, то последний отличало лишь одно преимущество — значительно большая скорость на высотах свыше 3000 м. МиГ-3 обладал лучшей скороподъёмностью и мог перехватывать цели на высотах свыше 10 000 м, что было недоступно ЛаГГ-3. Имели эти машины и общие недостатки. Например, летом 1941 г. комиссия ВВС, обследовав состояние самолётов Пе-2, МиГ-3 и ЛаГГ-3 в частях авиации Северного фронта, в докладе начальнику 10-го Главного управления ВВС Я. Л. Бибикову отметила, в частности, что «самолёты ЛаГГ-3 и МиГ-3 в основном ведут бой на высотах 2–3 тысячи метров… В воздушных боях противник стремится держаться низких высот, на которых он выигрывает в скорости и манёвренности… особенно проявляется на этих высотах вялость самолётов в выполнении фигур (срываются в штопор и с большим запаздыванием выводятся из пикирования)…»

Основные данные истребителей-аналогов ЛаГГ-3

Но по совокупности лётных характеристик и вооружению ЛаГГ-3 имел перед МиГ-3, оснащённым лишь пулемётами, существенное преимущество.

В 1940 г. опытный образец И-301 заметно превосходил немецкие серийные истребители Мессершмитт Bf.109Е по многим параметрам. Почти на равных с «мессершмиттом» были и первые серийные (более тяжёлые и с худшей внешней отделкой) самолёты до укомплектования их реактивными снарядами РС-82, заметно снижавшими скорость и дальность полёта.

В сентябре 1941 г. у немцев появился истребитель Bf.109F, имевший улучшенные аэродинамику, бронезащиту, более мощный двигатель и пушку в развале его цилиндров вместо крыльевых орудий. Судя по результатам контрольных испытаний, ЛаГГ-3 29-й серии завода № 21 практически не уступал новому варианту «мессершмитта» в скорости до высоты 4000 м и времени виража. Лишний пулемёт калибра 7,92 мм не давал особого преимущества Bf.109F перед советской машиной. Но следует учесть один немаловажный фактор — управление заслонками радиаторов у «немца» было автоматическим, что позволяло пилоту больше внимания уделять контролю за воздушной обстановкой и ведению боя, не заботясь о тепловом режиме работы двигателя.

Конструкция подвижной части фонаря Bf.109 была такова, что пилот не мог открыть его в полёте, да и нужды в этом не было — он не ухудшал видимость из кабины. Зато лётчик мог сбросить фонарь в аварийной ситуации. В противоположность немцам, на ЛаГГ-3 летали, как правило, с открытыми фонарями, поскольку прозрачность остекления оставляла желать много лучшего. На фронте не всегда грамотно регулировали положение заслонок водо- и маслорадиаторов, что заметно ухудшало лётные данные истребителя.

Существенно улучшить данные ЛаГГ-3 удалось лишь в 1943 г. под руководством Горбунова. Но полученный результат не дал ожидаемого эффекта. Самолёт «105» был укомплектован 23-мм пушкой и крупнокалиберным пулемётом и развивал скорость до 618 км/ч, что на этот момент было уже недостаточно. Кардинальные изменения произошли после перехода к мотору М-82, в результате чего получился Ла-5, но это уже другая история.

Окраска ЛаГГ-3 была в значительной мере стандартизирована и мало чем отличалась от окраски других советских истребителей. Однако широкое применение в его конструкции дельта-древесины и смоляного клея ВИАМ Б-3 обусловило некоторые особенности окраски. Дело в том, что на местах, где этот клей выступал, нитрошпатлёвка и нитрокраска держались плохо.