To MiG-3 πραγματοποίησε την πρώτη του πτήση το 1941 και συνολικά κατασκευάστηκαν πάνω από 3.400 αεροσκάφη του τύπου.
Ειδικά τα πρώτα χρόνια του πολέμου χρησιμοποιήθηκε κατά κόρον από μονάδες πρώτης γραμμής με απογοητευτικά ωστόσο αποτελέσματα καθώς κλήθηκε να επιχειρήσει υπό συνθήκες δυσμενείς για τα πτητικά του χαρακτηριστικά, ακόμα και σε αποστολές αέρος-εδάφους όπου αποδείχθηκε εντελώς ακατάλληλο.
Αποσύρθηκε με τη λήξη του πολέμου, έχοντας τεράστιες απώλειες από τα γερμανικά μαχητικά της Λουφτβάφε.
Παρά το ότι κατασκευάστηκε μεγάλος αριθμός αεροσκαφών του τύπου, σήμερα υπάρχουν ελάχιστα που έχουν σωθεί, ενώ σε πτήσιμη κατάσταση είναι ακόμα λιγότερα.