Верх и борта фюзеляжа, а также верхняя сторона крыла окрашивались оливково-зеленой краской. Деревянная и матерчатая обшивка покрывалась полуматовым масляным лаком АМТ-4 (FS 24102). Металлические элементы покрывались матовым нитроцеллюлозным лаком А-24м (FS 34102 или FS 34098.

Поскольку МиГи выпускались параллельно с И-153, их могли красить красками с теми же обозначениями, но более светлыми, шедшими для «Чаек» (FS 24151 и FS 34151). При использовании более светлых красок становилась заметной разница между деревянными и металлическими деталями. Нельзя исключить и возможность использования нитроцеллюлозного лака А-П, по оттенку близкого к FS 34095. Нижние поверхности красили серо-голубой краской АМТ-7 (FS 25190), для металлических частей также применялась зеленовато-голубая краска А-28м (FS 34533). Возможно было также использование светло-голубой краски А-18ф или А-П (FS 35526).

Поверхности кабины пилота были стального или серого цвета. Приборная доска всегда серая. Колесные ниши окрашивали серой краской АЕ-9.

Винт первоначально оставался неокрашенным, металлического цвета. Треть лопасти, ближняя к валу, покрывалась тем же лаком, что и фюзеляж. У части самолетов передняя поверхность пропеллера оставалась полностью неокрашенной, а заднюю поверхность покрывали черным лаком. Этот способ окраски сохранялся до конца серийного производства, хотя у части поздних машин винт целиком окрашивали в черный цвет (краска А-28м).

В ходе боевых действий распространение получил двухцветный камуфляж, деформирующий силуэт самолета. Камуфляж получали, нанося на поверхности пятна черного цвета: АМТ-6 (FS 27038) на деревянные и тканевые поверхности, или А-26м (FS 37038) на металлические поверхности. Границы черных пятен были четкие или размытые. В зависимости от толщины черного слоя получались пятна от густого черного до темно-зеленого цвета.

В полевых условиях самолеты получали камуфляж из доступных цветов. В 1942 году в ходе боевых действий в Крыму и на юге Украины на самолеты наносили пятна песочного или светло-коричневого цвета. Иногда самолеты камуфлировали «под итальянцев», нанося на них мелкие светло-коричневые пятна. В зимний период самолеты покрывали белой краской. Известно два варианта зимнего камуфляжа.

Если самолет покрывали смываемой мелово-казеиновой краской МА-7, то очень скоро через нее начинал проглядывать оригинальный зеленый камуфляж. Самолеты, выпускавшиеся зимой, с самого начала покрывались белым лаком, который был гораздо устойчивее. Иногда белой краской покрывали только часть планера самолета.

Сообщения о том, что наружные части крыльев окрашивали в красный цвет, не получили документального подтверждения. Скорее всего, поводом к таким сообщениям послужил неверный анализ черно-белых снимков, на которых темно-зеленый цвет легко спутать с красным. В 6-м ИАК ПВО распространено было правило окраски нижней стороны консолей в белый цвет.

Красные звезды первоначально наносили на обе стороны крыла и по бокам фюзеляжа. С 22 июня 1941 года звезды на верхней стороне крыла часто закрашивали, в то же время звезды появились на киле. Часто звезда имела тонкий черный кант. На МиГах-3, летавших в 1941-42 гг. встречаются нетипичные фюзеляжные звезды с белым кантом.

Внешне исправный МиГ-3, брошенный на литовском аэродроме.

Для МиГов война началась чуть раньше официальной даты. 10 апреля три МиГа, дислоцированные в Ковно, попытались перехватить немецкого разведчика, шедшего на большой высоте. Все три пилота слишком резко набирали высоту, в результате свалились в штопор. Присланный из НИИ ВВС инспектор Кочетков установил, что пилоты никогда прежде не летали в подобных условиях и не имели каких-либо инструкций относительно полетов на МиГах-3.

15 апреля 1941 года в районе Ровно вынужденную посадку совершил немецкий разведывательный самолет Ju 86Р-1 с гражданским регистрационным номером D-APEW. По некоторым данным «Юнкере» был атакован МиГом-3, который сумел повредить двигатель разведчика. В тот же день в районе Винницы сел из-за плохих погодных условий разведывательный Ju 88 из 4. (F)Ob.d.L. Это были два из зарегистрированных 152 нарушений немецкой авиацией советского воздушного пространства. Но они вызвали резкое ухудшение советско-германских отношений.

Чтобы исправить ситуацию в мае в Москву пригласили немецкую военную делегацию во главе с полковником Г. Ашенбреннером, военным атташе в Москве.

Делегация осмотрела несколько объектов, в том числе завод № 1. Ашенбреннеру показали не только сборочную линию, но и два аэродрома с новыми самолетами. На делегацию это произвело большое впечатление.

Элегантный силуэт МиГа как нельзя лучше подходил для подобных демонстраций. Говорят, что Микоян сказал Ашенбреннеру: «Сегодня мы показали вам, что выпускаем и что у нас есть. Тот, кто попробует на нас напасть, будет уничтожен».

Неизвестно, были ли эти слова произнесены в самом деле, или это апокриф. Но это не важно. Важно то, что самолет действительно поразил немцев. В Берлин тут же отправилось донесение. Гитлер, ознакомившись с ним, отреагировал в ключе, что ждать дальше уже нельзя, русские зашли слишком далеко.

Хотя выпуск МиГов шел в соответствии с планом, появление самолетов в частях шло с опозданием. Планы предусматривали оснастить МиГами 22 истребительных полков из 106, которые должны были получить новое вооружение. Однако, удалось перевооружить только 8 полков, в том числе 5 МиГами-3,2 Яками-1 и 1 ЛаГГами-3. Последний из перечисленных полков вскоре был вынужден отправить свои машины на завод, так как обнаружились неустранимые в полевых условиях неполадки гидравлической системы шасси.

Первые МиГи-3 в числе прочих получили полки 20-й смешанной авиационной дивизии (САД), дислоцированной в Молдавии. Но пилоты этой дивизии продолжали летать на старых И-16 и И-153, тогда как новые МиГи стояли на аэродроме в Бельцах, хотя еще 25 февраля 1941 года СНК утвердил методику переподготовки летчиков для полетов на новых типах самолетов.

Возможности нового самолета пилотам демонстрировали опытные летчики. В частности, в 20-й САД демонстрацию провели в мае пилоты П.М. Стефановский и В.И. Алексеенко.

Пилоты 55-го полка оказались способными учениками и очень быстро освоили новый тип истребителя. Именно в это время службу в полку начинал будущий ас советской авиации А.И. Покрышкин.

В других полках ситуация не всегда выглядела столь обнадеживающе.

Если пилоты имели опыт полетов на И-16, то им было проще перейти на самолет со сдвинутым назад центром тяжести. Но пилоты бипланов испытывали огромные трудности, так как им приходилось фактически учиться летать заново. МиГ обладал высокой посадочной скоростью, при этом требовал выравнивания глиссады у самой земли. В некоторых случаях пилоты перетягивали ручку на себя и при посадке сваливались на крыло. На малой высоте штопор всегда означал катастрофу. По этой причине многие МиГи были потеряны в первые дни войны. МиГ был значительно тяжелее прежних бипланов, поэтому и взлет на нем был труднее, что также становилось причиной множества аварий.