11 февраля 1940 года Советский Союз и Германия заключили договор, согласно которому СССР поставлял стратегическое сырье взамен на различное вооружение. В числе полученных вооружений были пять Мессершмиттов Bf 109E-3, прибывших в Советский Союз в мае 1940 года. Выяснилось, что немецкий истребитель почти на 100 км/ч быстрее И-16 и более чем на 100 км/ч быстрее И-153.

В программу приемочных тестов входило сравнительное испытание И-301 с Мессершмиттом Bf 109B-1 (из числа трофеев, захваченных в Испании) и Мессершмиттом Bf 109E-3. На высоте 5000 метров Bf 109E-3 заметно отставал от И-301 (546 км/ч против 605 км/ч). И-301 также превосходил немца по дальности действия. Во время испытаний И-301 совершил беспосадочный перелет от Москвы до Курска и обратно, причем в баках самолета еще осталось 15 % топлива.

Хотя И-301 имел жесткие элероны и рули высоты, а также другие технические недостатки, самолет приняли к серийному выпуску 29 июля 1940 года. Второй прототип И-301 появился в ноябре 1940 года, после того, как государственные приемочные испытания подошли к концу. В конструкции второго прототипа были учтены все предложения и исправлены все недостатки, замеченные прежде.

Политическая ситуация в Европе не оставляла времени для кардинальной переработки конструкции самолета, которая позволила бы улучшить летные характеристики истребителя. Проведя очередной «блицкриг» Германия оккупировала Францию, Бельгию и Голландию.

Хотя 23 августа 1939 года Советский Союз и Германия заключили Пакт о ненападении, было очевидно, что зреет война.

Поэтому требовалось как можно быстрее переоснастить советские ВВС новыми самолетами, которые не уступали бы Мессершмиттам. Таким самолетом и стал И-301.

Летчик садится в истребитель ЛаГГ-3 1-й серии. Ленинградский фронт, поздняя осень 1941 г. Короткая мачта радиоантенны характерна для самолетов ЛаГГ-3 первых производственны серий. Бортовой номер и кок воздушного винта белого цвета.

Летные характеристики истребителей ЛаГГ-3, и без того не очень высокие, еще больше ухудшились из-за того, что в полках демонтировали сдвижные сегменты фонарей кабины и нижние створки щитков основных опор шасси.

18-я Партийная конференция, состоявшаяся в феврале 1941 года, была практически целиком посвящена вопросам обороны страны. Если в период с 1928 по 1933 годы на оборону выделялось всего 5.4 % бюджета, то к 1941 году доля возросла до 43,4 %. С начала 1940 года и до 22 июня 1941 года советская промышленность произвела 2829 современных истребителей и бомбардировщиков, в том числе 1289 МиГов-3, 399 Як-1 и 322 ЛаГГ-3.

29 июля 1940 года И-301 приняли к серийному производству. Выпуск начали на четырех Государственных авиационных заводах (ГАЗ): ГАЗ-21 в Нижнем Новгороде, ГАЗ-23 в Ленинграде, ГАЗ-31 в Таганроге и ГАЗ-153 в Новосибирске.

В декабре 1940 года обозначение И-301 сменили на ЛаГГ-3, по фамилиям создателей машины: Лавочкина, Горбунова и Гудкова.

За месяц до этого, в ноябре 1940 года Лавочкин отправился на ГАЗ-21, а Горбунов — на ГАЗ-31, чтобы на месте организовать производство машин. Гудков остался в ОКБ-301 с несколькими ассистентами, которые вели несколько других проектов.

Громадный Государственный Авиационный завод № 301 никогда не выпускал ЛаГГ-3. Вместо этого ГАЗ-301 производил истребители Як-1, выпуск которых был начат в мае 1941 года. Дневная выработка составляла 4–5 машин, но качество Як-1 и последовавших вскоре Як-7 было неудовлетворительным. Например, хвостовое шасси Як-1 часто подламывалось после полутора десятков приземлений. Самолеты выпуска ГАЗ-301 приобрели скверную репутацию, а после начала войны завод эвакуировали за Урал.

Снимок сильно поврежденного истребителя ЛаГГ-3 сделан в Германском исследовательском авиационном центре ‹ Deutsche Versuchsanstalt Luftfalirt) Берлин-Адлериюф. Захваченный немецкими войсками самолет был доставлен в Берлин для тщательного изучения специалистами. После детального осмотри самолета во все подразделения люфтваффе были направлены экземпляры технического отчета, посвященного ЛаГГ-3. Крупнокалиберные пулеметы УБС в развале блоков цилиндров двигателя устанавливались на ЛаГГ-3 трех первых производственных серий.

Выпуск новых ЛаГГов налаживался довольно тяжело, поскольку сам самолет и документация на него были еще «сырыми» и не подготовленными для серийного производства. Кроме того, вскоре выяснилось, что постройка самолетов из дельта-древесины гораздо сложнее, чем самолетов обычной конструкции, как, например, И-16 или И-153. Большинство рабочих на заводах не имели соответствующей квалификации и прежде никогда не занимались постройкой самолетов.

По этим причинам выпуск ЛаГГ-3 нарастал очень медленно, и первые самолеты поступили в части лишь в январе 1941 года. Не все заводы начали производство новых истребителей одновременно, например, на ГАЗ-21 около 30000 инженеров и рабочих до самого начала войны продолжали выпуск И-16 серии 29. В результате на ГАЗ-21 к лету 1941 года суточный выпуск не превышал шести истребителей типа ЛаГГ-3.

Существовало несколько отличий прототипа И-301 от серийного ЛаГГ-3.

ЛаГГ-3 1-й серии из 44-го истребительного авиационного полка выруливает на взлет. Ленинградский фронт. Самолет был целиком окрашен в белый «зимний» цвет, нестойкая краска быстро облезала и самолеты приобретали весьма своеобразный пегий камуфляж. Сдвижной сегмент фонаря кабины и нижние створки щитков основных опор шасси на этом истребителе сняты. Опознавательные знаки, красные звезды, нанесены на фюзеляж (между килем и бортовым номером, на снимке звезда почти незаметна) и на руль поворота.

Два поврежденных ЛаГГ-3 части вермахта захватили погруженными на железнодорожные платформы. На переднем плане — ЛаГГ- 3 первой серии. Воздухозаборники овальной формы в носке центроплана левой плоскости крыла — типичны для машин трех первых производственных серий. На заднем плане — истребитель ЛаГГ-3 3-й или 4-й серии.

На носу И-301 имелись два порта для стволов 12.7-мм пулеметов. У ЛаГГов эти порты также имелись, но были несколько другой формы. Выхлопной коллектор удлинили, а оба воздухозаборника около карбюратора несколько увеличили в размере. Небольшой блистер у основания крыла И-301 отсутствовал на серийном самолете.

И-301 не был радиофицирован, в то время как ЛаГГ-3 (хотя и не все) несли приемопередающую радиостанцию РСИ-3 «Орел» (радиостанция для истребителей). Радиофицированные самолеты были оборудованы антенной и антенной мачтой, расположенной позади кабины. Обычно только командирские самолеты имели приемопередатчик, в то время как ведомые самолеты оснащались одним приемником или вообще не имели радиооборудования.