Do tầm xa hoạt động ngắn, U-3 chỉ đảm nhiệm vai trò tàu huấn luyện tại các trường tàu ngầm Đức trong biển Baltic trước Thế Chiến II. Tuy nhiên, do tình trạng thiếu hụt tàu ngầm sau khi xung đột bùng nổ, nó được huy động vào tác chiến và thực hiện tổng cộng năm chuyến tuần tra trong chiến tranh. Chuyến thứ hai được thực hiện dọc theo bờ biển quần đảo Anh. Trong chuyến tuần tra thứ ba, dưới quyền Hạm trưởng Trung úy Hải quân Joachim Zander, vào ngày 30 tháng 9, 1939, nó đã đánh chìm tàu buôn Đan Mạch Vendia (1.150 tấn) [7] và tàu buôn Thụy Điển Gun (1.198 tấn) [7] trong eo biển Skagerrak 30 nmi (56 km) về phía Tây Bắc Hanstholm. Cùng trong ngày này nó chạm trán với tàu ngầm Anh HMS Thistle (N24); U-3 phóng một quả ngư lôi nhắm vào Thistle nhưng bị trượt.[3]

Đến tháng 4, 1940, trong chuyến tuần tra thứ năm, U-3 đã hỗ trợ cho Chiến dịch Weserübung nhằm chiếm đóng Na Uy. Nó lại đụng độ với tàu ngầm Anh HMS Porpoise (N14) vào ngày 16 tháng 4. Tại vị trí 10 nmi (19 km) về phía Tây Egersund, Porpoise đã phóng một loạt sáu quả ngư lôi nhắm vào mục tiêu mà nó cho là chiếc U-1 nhưng hoàn toàn không trúng đích.[3]

U-3 sau đó quay trở lại vai trò huấn luyện cho đến khi được cho ngừng hoạt động tại Neustadt, Schleswig-Holstein vào ngày 1 tháng 8, 1944, và bị loại bỏ để tháo dỡ làm nguồn phụ tùng.[3] Sau khi chiến tranh kết thúc, nó bị lực lượng Anh chiếm giữ vào ngày 3 tháng 5, 1945[3] và tháo dỡ vào cuối năm đó.

Tóm tắt chiến công

U-3 đã đánh chìm hai tàu buôn với tổng tải trọng 2.348 gross register tons (GRT):