O primeiro MiG-3 de série saiu da linha de produção no final de 1940. Na época do início da invasão nazista, mais de 1.200 caças foram fabricados. No entanto, um problema enfrentado pelos militares soviéticos é que eles não dispunham de pilotos suficientes treinados para manusear esse dispositivo. Muitos dos homens que os pilotaram para enfrentar a Luftwaffe estavam acostumados a aviões inferiores como os I-15 e I-16, de modo que não conseguiam tirar o máximo proveito das máquinas.
Com uma velocidade máxima de 640 km/h, alcance de 820 km e teto de voo de 12.000 metros, o MiG-3 foi forçado a lutar em baixa altitude devido às duras condições de batalha contra os nazistas. Até mesmo executou ataques ao solo por um tempo, embora não fosse considerado eficiente em tal função.
Arquivos SDASM
Em 1942, os MiG-3 continuavam em serviço apenas nas tropas de defesa aérea e na Marinha russa. Foram tirados de combate no início de 1945.