Sự thiếu hụt chính của thiết kế LaGG-1 là sức mạnh. Do đó LaGG-3 đã được thiết kế nhằm thừa hưởng những điểm mạnh và loại bỏ những điểm yếu của LaGG-1. Một phiên bản mạnh hơn của động cơ Klimov M-105 đã được thử nghiệm. Những cải tiến hạn chế và không có động cơ thay thế đã khiến sức mạnh của máy bay giảm xuống, giải pháp duy nhất là làm nhẹ khung máy bay. Đội thiết kế LaGG đã tái kiểm tra thiết kế và loại bỏ những phần thừa của kết cấu máy bay càng nhiều càng tốt. Những thanh gỗ mỏng cố định được thêm vào cánh để cải thiện tốc độ bay lên, tính linh hoạt và việc giảm trọng lượng nhằm tăng cường trang bị vũ khí hạng nhẹ. LaGG-3 đã thay thế LaGG-1 ngay lập tức.

Kết quả vẫn chưa để tốt mặc dù nó đã có thể ngang ngửa với đối thủ là Bf-109F trong hiệu suất nhưng lại có khả năng cơ động vượt trội hơn[cần dẫn nguồn]. Tuy nhiên, thậm chí với khung máy bay được làm nhẹ và động cơ tăng áp, nhưng LaGG-3 vẫn chỉ biểu hiện ở dưới sức mạnh của mình và không được các phi công ưa chuộng. Điểm lạ của LaGG-3 là cấu trúc thân máy bay được sử dụng gỗ dán khiến máy bay vẫn tiếp tục gặp phải vấn đề chất lượng kém (như mẫu máy bay trước đó) và những phi công thường nói đùa bằng một từ viết tắt tên của các nhà thiết kế (Lavochkin, Gorbunov, và Goudkov) "LaGG" để chỉ lakirovanny garantirovanny grob ("quan tài bảo đảm được tô vẽ" - лакированный гарантированный гроб). Một số máy bay được cung cấp tới mặt trận tiền tuyến có tốc độ chậm hơn tốc độ chúng cần có là 40 km/h (25 mph) và một số không thích hợp cho hoạt động bay. Trong chiến đấu, lợi thế chính của LaGG-3 là thân máy bay mạnh mẽ. Mặc dù gỗ dán không cháy vỡ mãnh liệt khi trúng phải đạn chứa lượng thuốc nổ lớn.

Mặc dù được đưa vào sử dụng 5 năm sau tiêm kích Bf-109 của Đức nhưng LaGG-3 về cơ bản là vô vọng trong việc vượt qua đối thủ. Chiến đấu cơ này là sự kết hợp giữa phần vỏ bằng gỗ nhẹ với một động cơ yếu ớt có nghĩa là nó phải nỗ lực rất nhiều để giành được lợi thế chiến thuật trước các máy bay hạng nặng của Đức, và cũng dễ dàng vỡ nát nếu bị trúng đạn. LaGG-3 sớm bị coi là thảm họa và các phi công Liên Xô đã phải ví nó như “chiếc quan tài được phục chế”.[1]

LaGG-3 được cải tiến trong thời gian sản xuất, dẫn đến 66 phương án phụ trong số 6.258 chiếc được chế tạo. Những cuộc thử nghiệm với động cơ bố trí hình tròn lớn trên thân LaGG-3 cuối cùng chỉ giải quyết được vấn đề công suất động cơ, và do đó đã xuất hiện mẫu máy bay tuyệt vời Lavochkin La-5.