Yak-3 trong triển lãm hàng không ILA2006Yakovlev Yak-3UA bản sao với động cơ Pratt & Whitney R-1830 bố trí hình tròn
Yak-3 - phiên bản sản xuất chủ yếu.
Yak-3 (VK-107A) - trang bị một đông cơ Klimov VK-107A công suất 1.230 kW (1.650 hp) và 2x pháo Berezin B-20 20 mm với 120 viên đạn mỗi pháo. Sau một vài mẫu thử nghiệm có cấu trúc hỗn hợp, 48 chiếc làm hoàn toàn bằng kim loại đã được chế tạo trong những năm 1945-1946. Mặc dù với hiệu suất bay hoàn hảo (720 km/h (447 mph) trên độ cao 5.750 m (18.860 ft)), những động cơ VK-107 lại bị nóng khi hoạt động quá mức, và điều này đã được khắc phục trên động cơ của Yak-9.
Yak-3 (VK-108) - đây là phiên bản Yak-3 (VK-107A) được thay đổi một số tính năng với đông cơ VK-108 công suất 1.380 kW (1.850 hp), dược vũ trang bằng một pháo 23 mm Nudelman-Suranov NS-23 có 60 viên đạn. Phiên bản này đạt đến tốc độ 745 km/h (463 mph) trên độ cao 6.290 m (20.630 ft) trong khi thử nghiệm cho động cơ chạy tải tối đa. Một phiên bản Yak-3 khác với 2 pháo 20 mm Berezin B-20 cũng được chế tạo với động cơ tương tự và đạt được kết quả tương tự.
Yak-3K - phiên bản diệt xe tăng với một khẩu pháo 45 mm Nudelman-Suranov NS-45, chỉ một vài chiếc được chế tạo vì Yak-9K được trang bị vũ khí tốt hơn.
Yak-3P - được sản xuất từ tháng 4 1945 đến giữa năm 1946, được trang bị 3 khẩu pháo 20 mm Berezin B-20 với 120 viên đạn chhi khẩu ở giữa và 130 viên cho mỗi khẩu ở 2 bên. Với 3 khẩu pháo được nạp đầy đủ cơ số đạn dược nặng khoảng 11 kg (24 lb) nhẹ hơn phiên bản tiêu chuẩn Yak-3. Việc sản xuất được bắt đầu vào tháng 8-1945, có 596 chiếc được chế tạo.
Yak-3PD - phiên bản máy bay đánh chặn trên cao với động cơ Klimov VK-105PD và một khẩu pháo 23 mm Nudelman-Suranov NS-23 với 60 viên đạn, nó đạt đến độ cao 13.300 m (43.625 ft) trong thử nghiệm nhưng không được đưa vào sản xuất do sự thiếu tin cậy của động cơ.
Yak-3M
Yak-3RD (Yak-3D) - máy bay thực nghiệm với một động cơ rocket nhiên liệu lỏng phụGlushko RD-1 với lực đẩy 2,9 kN (650 lbf) trong phần đuôi đã được sửa chữa ngoài động cơ chính, được trang bị một pháo 23 mm Nudelman-Suranov NS-23 với 60 viên đanh. Vào 11 tháng 5 năm 1945, nó đạt đến tốc độ 782 km/h (485 mph) trên độ cao 7.800 m (25.585 ft). Trong ngày thử nghiệm 16 tháng 8, 2 chiếc máy bay đã đâm vào nhay mà không rõ nguyên nhân, giết chết phi công thử nghiệm V.L. Rastorguev. Cũng như mọi dự án giống như nó vào cùng thời điểm, dự án này đã bị hủy bỏ để nghiên cứu vào động cơ phản lực.
Yak-3T - phiên bản diệt xe tăng trang bị 1 pháo 37 mm Nudelman N-37 với 25 viên đạn và 2 pháo 20 mm Berezin B-20 với 100 viên mỗi khẩu. Buồng lái được chuyển về đằng sau 0.4 m (1 ft 4 in) để cân bằng với phần mũi nặng nề. Động cơ được nâng cấp phải phù hợp với trang bị vũ khí, đã dẫn đến những vấn đề về động cơ quá nóng và phiên bản này không bao giờ vượt qua được giai đoạn chế tạo mẫu thử nghiệm.
Yak-3T-57 - Yak-3T với một pháo 57 mm OKB-16-57.
Yak-3TK - trang bị 1 động cơ VK-107A, và một turbocharger thoát khí.
Yak-3U - Yak-3 trang bị động cơ hướng tâm Shvetsov ASh-82FN với công suất 1.380 kW (1.850 hp), đây là một cố gắng để tăng sức mạnh của máy bay mà không gặp phải vấn đề về nhiệt độ động cơ như VK-107 và VK-108. Sải cánh được tăng thêm 20 cm (8 in), cánh di chuyển 22 cm (9 in) về phía trước, buồng lái tăng thêm 8 cm (3 in). Vũ khí gồm 2 pháo 20 mm Berezin B-20 với 120 viên đạn mỗi khẩu. Mẫu thử nghiệm đạt đến tốc độ 682 km/h (424 mph) trên độ cao 6.000 m (19.680 ft) và trong khi đã thành công trong các thử nghiệm thì nó lại không được đưa vào sản xuất vì nó được hoàn thành say khi chiến tranh kết thúc.
Yak-3UTI - phiên bản huấn luyện 2 chỗ sửa đổi dựa vào Yak-3U, trang bị động cơ pít-tông hướng tâm Shvetsov ASh-21. Chiếc máy bay này trở thành mẫu thử nghiệm cho Yak-11.
