米格-3战斗机是苏联在二战中使用的一种单座活塞式战斗机。该机由当时从属于第一国家飞机工厂的米高扬-格列维奇实验设计局设计，但最初的设计思想则来自波利卡尔波夫设计局的K型机。在战争后期，当抢夺制空权变得更重要时，米格机开始建功立业，它特别适于5000米以上的空战，因此米格机通常进入国土防空军（PVO）服役，被用来拦截高空来犯的轰炸机和侦察机。
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米格-3战斗机（俄语：Микоян МиГ-3，英语：Mikoyan MiG-3），是由米格-1改进而来。米格-1在投入批量生产之前的研制代号为I-200，设计计划最初是由波里卡尔波夫实验设计局提出，但该项目进展缓慢。直到1939年11月以后，I-200的研制工作才在I-26战斗机的基础上开展。之后该项目由新成立的米高扬设计局负责研制。1940年1月，该机的设计工作全部完成。1940年3月31日，第一架原型机出厂。4月首飞成功。12月，I-200被正式命名为米格-1战斗机。在生产中又对米格-1进行了改进，改进型被称为米格-3。
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米格家族的第一个成员是米格-1战斗机，在投入批量生产之前该机研制代号为I-200，该计划最初是由波里卡尔波夫实验设计局提出。尼古拉·波里卡尔波夫是前苏联著名的飞机设计师，曾经主持研制过多种战斗机，时任苏联第一飞机制造厂总设计师，当时该厂的主要产品是I-15比斯和I-153战斗机。在汲取了西班牙内战期间的空战经验后，波里卡尔波夫认为应该为苏联空军研制一种新型高速战斗机，接着他任命N·安德里亚诺夫进行新战斗机的设计准备工作，这种战斗机将装备米库林设计局的1,400马力的AM-37新型水冷发动机，该机设计指标为7,000米高度最大飞行速度670千米/小时，升限13,000米，爬升到5,000米高度耗时4.6分钟，后来波里卡尔波夫还计划为该机的发动机安装涡轮增压器以使其最大速度达到717千米/小时。但是由于波里卡尔波夫本人当时正在全力进行I-180战斗机的研制工作，加之I-200被认为不够先进，所以该机的研制工作一直进展缓慢。
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1939年11月，第一飞机厂停产已经过时的I-153战斗机，由于新的生产任务尚未下达，加之该厂的领导不希望由政府高层决定该厂的命运，于是组织了一个生产委员会研究新型战斗机的生产问题。在经过研究评估后，委员会选定了亚力克山德·雅科夫列夫的I-26战斗机，很快第一架I-26原型机便开始组装，雅科夫列夫称该机最大速度可以达到580千米/小时，超过I-16大约100千米/小时。但是波里卡尔波夫却力主研制一种比I-26更先进、更快的战斗机，于是设计局很快做出了最终决定，即尽快完成安装AM-37发动机的新型战斗机的初步设计。12月初，波里卡尔波夫新战斗机的初步设计基本完成并获得了苏联空军司令和航空工业人民委员会的认可。随后该机被赋予I-200的设计代号，为了能够更好的完成该计划，前苏联当局决定成立一个由米高扬领导的新设计局。
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1939年对于年轻的飞机设计师米高扬来说是忙碌的一年，这年年初他还仅仅是一位驻厂军代表，仅过了三个月他就被任命为机动战斗机设计团队的领导。1939年5月，由于“战斗机之王”波里卡尔波夫前往德国进行商务活动，于是米高扬开始代替波里卡尔波夫负责I-153战斗机的大规模生产工作，同年11月他被擢升为总设计师。尽管米高扬在第一飞机厂工作的两年中表现十分出色，但是他获得飞速提升的最主要原因并不在此，他那深得斯大林信任的哥哥——苏联外贸部政委和苏联人民委员会副主席阿纳斯塔斯·米高扬在其中起了很大的作用。新设计局成立后，拥有丰富设计经验的格列维奇和罗莫丁成为了米高扬的副手。新设计局的所有人员都抽调自波里卡尔波夫设计局，这多少对波里卡尔波夫有些不公平，但波里卡尔波夫从德国回国后并未对此发表过异议。
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在他出国期间，I-200的设计有了轻微的改动，为了改善纵向稳定性，机身长度有所增加，此外还增加了机翼油箱，飞机结构也由全金属结构改为混合结构，但是总体上保持了波里卡尔波夫的气动外形设计。回国后的波里卡尔波夫仍然十分关心他那被分成两半的设计局，一回国便投入了研制I-185战斗机计划的工作中。由于设计团队拥有在第一飞机厂的雄厚工业底子，I-185战斗机的设计和模型制作进度大大超越了I-200战斗机。而米格设计局的年轻设计师们在设计过程中则充分发挥了他们的创新精神，仅用了很少的时间就画出了大量的图纸。设计师与技师们在设计过程中密切合作，使得生产准备工作没有拖延进度。不久，I-200战斗机被命名为第61号生产项目。
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由于AM-37发动机方案被放弃，I-200的设计方案不得不进行了调整，被迫改装尺寸与AM-37发动机相同但功率减少200马力的AM-35A发动机。1940年1月，该机的设计工作全部完成，整个研制计划仅耗时3个月，而竞争对手雅克福列夫设计局的方案却花了8个月时间，其他设计局则耗时更多。与此同时，I-200的全尺寸模型也开始在中央流体动力研究院的T-101风洞加速试验。1940年3月31日，第一架原型机出厂。I-200 后机身采用了木结构。
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I-200采用了混合结构，前机身由空心桁架焊接而成，采用硬铝蒙皮。AM-35A发动机在海平面高度时功率1,350马力，在6,000米高空时功率为1,200马力。机身两侧分布两个水冷散热器，座舱下有一个油散热器。座舱的基本结构由空心桁架焊接而成，并通过三个螺栓固定在机身上。飞机的后机身是由松木翼梁和胶合板构成的木制硬壳式结构。
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I-200机翼为刚性翼面，这与此前的I-15和I-153的布质机翼蒙皮有明显的区别。机翼中部为金属结构，可折起的机翼外侧部分则为木制。这种结构简化了飞机的生产并为工厂的木工车间提供了业务。翼梁由树脂胶合相连，而胶合板蒙皮则通过酪素胶粘合。机翼外侧可分解为3个部分并且可以很方便的与机翼中部相连或拆解。米高扬设计局的设计师们采用了多种措施以使飞机适应大规模生产的需要，I-200安装的机载设备都是当时苏联战斗机装备的普通设备，飞行员座椅靠背安装有8毫米的装甲板以保护飞行员。
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为了避免射击损伤螺旋桨，I-200飞机的武备由Berezin12.7毫米同步机枪和两挺7.62毫米ShKAS机枪组成。1940年4月5日，I-200由第一飞机厂最有经验的飞行员，A·艾卡托夫驾驶成功的进行了首次试飞。艾卡托夫拥有25年的试飞员生涯，曾经试飞过多种飞机。而一直积极参与原型机制造工作的A·布鲁诺夫则被任命为首席试飞工程师。首飞成功后，I-200又进行了一系列试飞，但是并不是所有试飞都获得了成功。在第三次试飞时，飞机因发动机回火导致了进气管着火，幸亏艾卡托夫凭着丰富的经验及时安全着陆并扑灭了火苗。5月24日，I-200在试飞中达到了648.5千米/小时的时速（6,900米），飞机爬升到5,000米高度仅耗时5.1分钟。尽管试飞数据很令人振奋，但是在试飞中也发现了该机存在的一些问题，比如座舱盖无法在飞行中打开，起落架刹车也出现失灵现象。此外发动机过热问题在第一阶段试飞中也一直困扰着设计人员。水温和油温都高于设计上限，这使得AM-35A发动机始终无法达到全功率，尽管设计人员重新调整了水散热器和油散热器位置，但是效果仍不明显，最后通过安装新型号散热器终于将发动机温度将到了设计值之内。
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1940年5月1日，艾卡托驾驶I-200参加了莫斯科红场的阅兵式。5月25日，在量产试验和国家验收试飞尚未完成前，根据苏联最高当局的指示，I-200就投入了大规模生产。5月31日，由伏罗西洛夫元帅为首的军方将领在莫斯科中央飞机场视察了I-200战斗机。伏罗西洛夫元帅对该机非常满意，并预祝米高扬在今后获得更大成功。此时，米高扬已经成为第一飞机厂的总设计师，而波利卡波夫设计局则被迁至第51飞机厂。
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1940年7月-8月，I-200进行了量产试验，8月28日第二和第三架原型机，开始了国家验收试飞，其中一架用于飞行性能试飞，另一架进行武器试飞。试飞工作在试飞员S·萨普伦、A·库比什金和工程师尼吉特申科的主导下获得了圆满的成功。在试飞中该机最大海平面平飞速度为486千米/小时，极限海平面速度达到520千米/小时，在7,200米高空最大速度为628千米/小时，该机爬升到5,000米耗时5.3分钟，实用升限12,000米，1,000米高度时盘旋一周时间为20—22秒。这些数据使I-200战斗机成为了当时苏联最优秀的战斗机，因此苏联空军要求飞机厂尽快将该机交付部队。
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该机唯一令人不满意的是AM-35A发动机仍然未能完善，这给试飞员和工程师们带来了不少麻烦，而且该发动机还未能通过50小时飞行测试。1940年12月12日，也就是试验的最后一天，试飞员A·柯柴特科夫在试飞中遭遇发动机起火，幸亏他临危不乱，凭着丰富的经验化险为夷，在安全返回地面后柯柴特科夫才发现飞机的起落架竟然在触地的瞬间卡住了。试飞员们在进行多次试飞后认为I-200对飞行员的技术要求太苛刻了，他们发现I-200在飞行中纵向稳定性不好而横向稳定性却非常出色，这也是波利卡波夫飞机的一个特点。后来设计人员通过汲取I-16飞机的经验，对I-200的重心进行了调整，解决了这一问题。
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改进工作中最大的困难是增加飞机航程，I-200原设计设有一个404升的油箱，飞机航程为580千米。为了增加载油量，工程师亚科夫·萨赖特斯基建议将机腹散热器前移以便为安装一个250升油箱腾出地方。根据这个油箱的形状，设计人员为其起了一个绰号“乌贼”。此外散热器的进气道和形状也作了改进，改善了散热性能。飞机座舱盖改为向后移动开启，机翼掠角也作了细微调整。
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1940年10月，正当I-200还在进行改进工作时，第一批25架预生产型已经建造完毕。由于当地天气恶劣，这批飞机不得不被送往驻扎在埃夫帕特利亚的第146战斗机团进行适应性飞行。苏联空军科学研究院的老牌试飞员S·萨普伦以及来自第一飞机厂的工程师尼吉特申科和试飞员A·卡莱夫参加了参加了在第146战斗机团的试飞。试飞证明了I-200是一种高性能战斗机，1940年12月，I-200被正式命名为米格-1战斗机。1941年2月，这些与生产型米格-1战斗机被移交给卡金斯基空军学校，同时移交的还有一批改进后的米格-1战斗机，这些飞机后来被称为米格-3。
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当米库林（Mikulin）AM-37引擎问世后，飞机设计师波利卡尔波夫决定将自己在设计I-17液冷引擎战斗机时所获得的经验和新型发动机结合起来，设计一种高空截击机，这便是K型机的由来。
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米高扬和格列维奇对早前米格-1的设计进行了大量的修改，并在苏联中央空气和流体力学研究所的T-1风洞中仔细检查了飞机的气动外形。随后，这些修改包括：
将引擎前移 4 英寸（100 毫米）以提升飞机在纵轴上的稳定性
将外翼段的上反角增加一度
采用新型的OP-310型散热器，并在飞机内增加一个容积为55加仑（250升）的燃料箱
在发动机下方增加了一个润滑油箱
采用了通过将发动机废气引入燃料箱而达到灭火抑爆目的的新系统
在驾驶员座椅后方增设了8毫米厚的装甲板（后期型又增加到9毫米）
对增压器进气口外形进行了修正
修改了主起落架的设计以增加其强度
将主轮尺寸增加到25.5"x 7.87" (650mm x 200mm).
修改了座舱罩的设计以改善飞行员的后方视野，并为增设RSI-1（后期型主要使用RSI-4）无线电提供空间
重新设计了仪表板
用PBP-1A替代了原先的PBP-1瞄准具
将ShKAS机枪的备弹数增加到750发
在翼下增加了外挂点，使得米格-3可以携带485磅炸弹（220公斤），化学武器播撒装置或八枚RS-82火箭弹。
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I-200的第四架原型机是第一架实施了上述所有改造的飞机，并成了米格-3的生产原型。该机在1940年10月进行了首次试飞，随即被转交给苏联空军由军方进行下一步测试工作。 在试飞中，航空工业人民委员会（NKAP）宣布该机将在三家飞机厂同时投产，预期到1941年可以生产3600架。
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第一架米格-3在1940年12月20日走下了生产线。到1941年3月，米格-3的日产量已经达到了10架飞机。该机加入现役后很快就击落了两架德国人的Ju 86侦察机，而此时德国和苏联间还没有正式宣战。当巴巴罗萨行动展开时，苏联空军手中已经有了1200架米格-3枕戈待旦。
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由于重量的增加，最初的米格-3在性能上甚至不如早期的米格-1，燃料的消耗量也因为试飞时的高度问题而比原先估计的更大。为了证明该机的航程可以达到1000公里，米高扬和格列维奇不得不安排原型机又做了两次试飞。然而，米格-3还面临着更多的问题。由于油压不足，该机在高空的性能不足，而试飞人员的不良操作习惯也导致了一些其他问题。为了完善该机，设计人员很快为其换上了新的燃料泵和滑油泵，并为该机的飞行员提供了更好的训练课程以帮助他们熟悉米格-3的操作。为了替换AM-37引擎，设计人员做了好几种尝试。改装后的飞机被称为米格-7，但并没有投入批量生产。从1942年春天开始，米格-3逐步撤出了一线战斗航空团，被转用于防空部队。最后一次拯救米格-3的努力是为其换上了在La-5战斗机上极其成功的ASh 82气冷发动机。改装后的飞机被赋予了I-210和I-211两个编号，并在试飞中取得了不错的成绩。空军曾一度考虑将该机以米格-9为名投入大批量生产，但由于性能接近的La-5已经形成了生产规模而作罢。一些米格-9的机体甚至试验性的装上了美国普拉特.惠特尼公司的R-2800-63发动机。
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米格-3AM-38
整个1941年秋季，米格设计局都在忙于为米格-3战斗机更换新的发动机，8月初，米格局为米格-3安装了一台克里莫夫AM-38发动机，这种发动机功率有所提高，但是低空性能却下降了。更换发动机后的米格-3被命名为米格-3AM-38，该机空重3,325千克，略大于安装AM-35A发动机的米格-3，在试飞中米格-3AM-38最大海平面速度为514千米/小时，高空最大速度为582千米/小时。其后在米高扬的建议下，设计人员有对该机进行了一些细节修改，修改后的米格-3AM-38战斗机的高空和海平面最大速度都有所提高，其中后者达到547千米/小时，这一速度不但超过当时苏军装备的所有型号的战斗机，而且超过了当时德军最快的Bf109F2和Bf109F4战斗机。
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米格-3M-82
（米格-9）在进行综合考虑之后，米格设计局后来决定为米格-3更换先进的阿卡迪·施范特索夫M-82星形发动机。改装后的米格-3被重新命名为米格-3M-82或米格-9。在设计之初，设计局就将保持新机与米格-3的通用性作为设计主导方针之一，因此米格-3M-82保留了米格-3的起落架、外翼和尾翼，只是对机翼中间部分和机体作了微小的改动。米高扬认为这样将会大大简化飞机投入量产的时间。1941年8月23日，苏联空军科学研究院批准了米格-9的设计方案，尽管米格-9的低空性能略逊于米格-3AM-38，但是其爬升率和起落性能有了明显改善。
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米格-9E
I-211E
在小批量生产了5架米格-3M-82后，1943年米格局又造出一架安装了改进型发动机的新飞机，并将其命名为I-211，又称为E型机。该机的机体外形作了修改以使其更加流线型，飞机座舱位置也向后稍作移动，散热器进气道移到了飞机两侧翼根处，垂尾形状也作了改动并且水平尾翼位置提高，机翼中间部位安装了两挺ShVAK机炮。试飞数据表明该机性能相当出色，其高空最大速度为670千米/小时，爬升到5,000米高度仅需4分钟。但是该机最终还是在安装ASh-82FN的拉-5FN面前败下阵来，后者则很快在前线证明了自己的价值。
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米格-3U
I-230在一段时间之内，采用各种不同发动机的米格-3改型原型机处在平行发展的阶段，与此同时安装AM-35A发动机的米格-3也在不断的进行改进。1942年，米高扬设计局推出了代号“D型机”的I-230战斗机，该机在设计当中汲取了前线米格-3飞行员和维修人员的建议，其机身结构与米格-3基本相同，便于利用米格-3生产线进行大规模生产。战争头几个月的空战经验表明，米格-3装备的机枪火力不足，因此米高扬在I-230的机头上方安装了两门备弹370发的ShVAK20毫米机炮。该机取消了焊接衍架，机体结构为全木质，机翼中部和尾翼蒙皮分别采用了三层和两层1毫米厚的胶合板，使得生产工艺大大简化。I-230在发动机与座舱之间的位置安装了一个由特殊的防火复合板制成的密封油箱。根据飞行员的建议，I-230的座舱也作了相应的改动。
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I-231（2D）
1943年9月米高扬设计局开始研制安装新型AM-39A发动机的I-231，额定功率1,700/1,800马力。I-231的代号“2D”，此时使用相同发动机的一种全新高空战斗机也在研制中，这就是I-220，代号“A”。I-220比MiG-3外形大得多，I-231只是I-220万一研制失败时的后备方案。1943年10月19日I-231原型机首飞，试飞员V.M.萨乌金。11月5日的一次试飞中，由于严重的增压器故障迫使飞行员在诺金斯克机场紧急着陆，飞机毫发无伤，试飞员萨乌金因优秀表现获颁红星奖章。11月23日更换了发动机后，试飞恢复。I-231在7,100米高度飞出了707公里/小时的极速，爬升到5,000米高度耗时4.5分。I-231是MIG-3家族的最后成员，是更具创新性的高空战斗机系列：“A型机”的后备方案（由I-220/221/222/223/224/225等型号组成）。后者在1943~1945年间研制，但由于喷气时代的来临，“A型机”也未投入使用。
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技术数据
乘员：1人
机长：8.25米
翼展：10.2米
机高：3.5米
空重：2,699千克
发动机：米库林 AM-35A 液冷 V-12
最大起飞重量：3,299千克 [1]
性能数据
最大飞行速度：640千米每小时
最大航程：580千米 [1]
武器装备
1x12.7毫米UBS机枪，2x7.62毫米ShKAS机枪；
2x100公斤(220磅)炸弹。
技术特点
米格-3U取消了焊接衍架，机体结构为全木质，机翼中部和尾翼蒙皮分别采用了三层和两层1毫米厚的胶合板，使得生产工艺大大简化。在发动机与座舱之间的位置安装了一个由特殊的防火复合板制成的密封油箱。
米格-3战斗机是苏联米高扬-格列维奇飞机设计局于1940年初开始研制的，并由米格-1改进而成，同年投入批量生产，并制造3322架。米格-3以木材和金属为主要结构材料，尖头，单座舱位于中后部，机翼装有自动前缘缝翼，起落架为可收放后三点式。装一台功率为992.23千瓦活塞发动机，全机长8.25米，翼展10.2米，起飞重量3350千克，空重2595千克，飞机最大平飞速度640千米/小时，实用升限12000米，航程1250千米。装备两挺7.62毫米机枪和1挺12.7毫米机枪，机翼下可挂6枚100千克炸弹或6枚火箭弹。
实战经验
改进型在1940 年 10 月 29 日首飞，命名为米格-3，成为二战初期苏联空军的主力战斗机之一，巴巴罗萨作战时已经进入现役达 1,200 架以上，几乎占所有已经进入现役的新一代战斗机的一半。米格-3 的操控有所改善，但依然十分暴烈。然而，在优秀飞行员的手里，米格-3 的出色的高空高速性能依然闪光。在东线战争爆发之前，德国空军已经开始对苏联境内进行侦察飞行。德国空军认为其容克86P 侦察机可以在苏联战斗机的升限之上安全飞行。当一架容克 86P 在苏联境内消失的时候，德国空军依然盲目乐观地认为这只是机械故障导致失事。当更多的容克 86P 消失后，德国空军终于意识到，它们是被打下来的。事实上，最后一架容克 86P 是被米格-3 迫降的。迫降后，德国飞行员只来得及破坏机上的侦察照相机，但苏联最新的米格-3 战斗机可以上升到 12,000 米高空作战的惊人事实终于传到了德国 。
战争爆发前有17个苏联战斗机团装备了总共917架米格-3，此外还有64架米格-3装备了黑海舰队和波罗的海舰队，但是真正形成了战斗力的只有部署在西部军区的第20混成师、第41、124、126战斗机团和第23基辅战斗机团。部署在边境地区的米格-3在战争开始时损失惨重，他们成为了纳粹空军的第一轮打击目标。装备有233架米格-3的苏联空军第9混成师是苏联空军战斗力最强的部队之一，在第一天的战斗中该师损失了全部407架战斗机中的347架，其装备的所有米格-3全部被摧毁在地面上。
苏军飞行员科科内夫驾驶一架米格-3强行起飞，并驾机撞毁了一架德国Bf110战斗机，这也是米格-3在卫国战争中首次与敌机同归于尽的战例。但是个别飞行员的勇敢行为并不能扭转整个战局发展。第9混成师师长查尼柯少将由于没能保全其部队而被逮捕，随后这位成名于西班牙内战时的“苏联英雄”被宣布为“人民公敌”并被枪毙。但是这样的举动对局势却于事无补。为了补充在开战时遭受巨大损失的西线苏联空军实力。
在1941年6月22日，苏联空军司令命令将99架米格-3战斗机火速送往前线，但是这批飞机的命运更为不幸。由于战争初期苏军部队产生了巨大的混乱，撤退的苏军部队为了不让飞机落入纳粹手中，不得不将自己的飞机摧毁。因此到了6月24日，西线苏联空军已经没有一架新型单座战斗机，到了25日这种情况有了改变，超过200架米格-3战斗机抵达前线，随后的每一天几乎都会增加一个战斗机团。在29日的一场空战中，两架米格-3击落了三架德军Bf109战斗机。值得一提的是由试飞员组成的5个战斗机团，其中两个团装备了米格-3。成立试飞员战斗机团的建议是由苏联功勋试飞员，“苏联英雄”称号获得者萨普伦提出的，他说服斯大林相信经验丰富的试飞员能更好的发挥新型战斗机的威力，由他们组成的战斗单位将会在前线制空权争夺中起到重要作用。
萨普伦和裴奥特·斯坦凡诺夫斯基上校分别成为第401和第402特别战斗机团的团长，这两个飞行团装备有刚刚走下生产线的67架米格-3战斗机。第401团抵达祖博夫后，大大加强了西线苏联空军实力，该团立刻便参加了密集的空战，他们攻击敌军地面部队，执行侦察任务并与纳粹的容克式和梅赛施密特式战斗机在中低空展开了殊死搏斗。仅两天，该团便击落了8架敌军飞机，在随后的一天，萨普伦一个人就击落了4架敌机，他也因此第二次获得“苏联英雄”称号。
1941年夏天的空战主要发生在4,000米高度，在这一高度上，米格-3的速度比纳粹德国主力战机梅塞施密特Bf109E要快一些，但是由于米格-3在高速飞行时座舱盖无法打开导致飞行员无法逃生，因此许多苏联飞行员在执行任务时总是敞开座舱盖，使得飞机的时速下降了30千米左右，这样Bf109E反而在速度上占了上风。此外尽管Bf109E在爬升率方面占优，但是垂直机动性方面还是米格-3略胜一筹。尽管两种战斗机盘旋时间差不多，但是由于德国飞机翼载荷轻，Bf109E的盘旋半径比米格-3小25%，同时由于德国飞机较轻，因此也可以装备更强的火力。此外在无线电通讯设备方面Bf109E也要先进很多。虽然在5,000—7,000米高度时，米格-3性能全面超越Bf109E，并且至少与更先进的Bf109F相当，但是空战几乎不会发生在这一高度。尽管米格-3性能出众，但是在作战中出现的大量操作问题严重影响了米格-3 充分发挥其性能，1941年8月19日，西线部队向航空工业人民委员会提交了一份报告，报告称米格-3的起落架经常无法放下，飞行员不得不强行利用机腹滑行迫降，此外起落架上方的设备也经常在降落时受损，尤其是紧急迫降经常造成飞机散热器排气管损坏，而排气管又很难更换，这就导致飞机的留空时间大大减少。报告还称由于米格-3座舱锁性能不可靠，西线苏军飞行员在执行任务时不得不敞开座舱盖，敞开座舱盖影响了飞机的速度与航程，同时由于飞机的续航力不高也使得其无法执行侦察任务，因为一旦在侦察时发生空战，米格-3的油料将无法保证其安全返航。作为应急措施，设计人员为米格-3安装了外部油箱。此外报告还提到了飞行员们对米格-3视野不佳，风挡玻璃上沾满飞溅的油渍以及令人难以忍受的舱内高温等问题的抱怨。由于在报告送抵的当天，苏联空军高官们正在讨论新型战斗机的研制问题，于是米格-3的报告被忽视了。于是很快由于米格-3的设计缺陷和战斗部队抱怨其无法满足空战需求，苏联当局下令停止生产米格-3。尽管第一飞机厂做了各种努力挽救该机的命运，但是最终还是于事无补。因为当时苏军急需大批强击机，而号称“空中坦克”的伊尔-2强击机的发动机和米格机所用的发动机是在一个工厂里生产的，生产线受规模限制不能同时大量生产两种发动机，由于米格机的表现不尽人意，因此苏联当局无法容忍浪费资源生产一种不成功的飞机，于是最终下令停产米格机。
在1941年夏末交付前线米格-3又作了很多改进，配备了舵面辅助调整片，其AM-35A发动机的传动率从0.902增加到了0.732，并且用自动变距螺旋桨替换了VISH-22E预调桨距螺旋桨。改进后的米格-3操纵性、飞行稳定性和可靠性有了一定的改善，但是飞机的爬升率和起落性能却下降了。以改装后的3943号米格-3为例，该机海平面最大速度466千米/小时，5,000米高度最大速度569千米/小时，7,800米高度时最大速度615千米/小时，飞机爬升到5,000米高度耗时7.1分钟，1,000米高度盘旋时间22秒，起飞重量3,299千克（外挂和335千克的外部油箱不计）。
1941年8月，米格-3产量达到562架，创造了苏联战斗机的产量记录，这一 纪录一直保持到了战争结束。这562架米格-3加上7月生产的496架和9月份生产的450架构成了拦在纳粹空军前方的空中防线，在德军对莫斯科发起的总数达8,279架次空袭中，仅有209架轰炸机抵达了莫斯科上空。在所有保卫莫斯科的战斗机部队中，第16、27、34战斗机团是王牌部队。其中由普卢特斯柯夫上校指挥的第16战斗机团在1941年下半年共击落72架敌机。
1941年10月，在友军的策应下,由皮萨克上校指挥的第27团成功的攻击了向贝里机动的德军装甲部队。由雷比金上校指挥的第34团也在保卫西线交通线的战斗中声名大振，1941年10月22日，该团冒雨执行了59次战斗任务，在24场空战中共击落12架敌机。后来在莫斯科上空驾机英勇撞击敌机的著名飞行员维克多·卡拉里克辛也在这段时间击落了5架敌机。而第42团则取得了西线米格战机的最大战绩，在一次为12架伊尔-2护航任务中，他们在奥瑞机场上空击落了4架正在起飞的Bf109和57架正在降落的Ju52运输机以及至少60架停放在机场上的各种飞机，而该团无一损失。在这段时间内，米格战斗机获得了积极的评价，它的机动性甚至出乎了试飞员的预料，有的飞行员认为它的转弯机动性甚至可以与I-15媲美。在一次模拟空战中，米格-3轻松的击败了扮演敌机的雅克-1战斗机，而这架米格-3也因为在模拟空战中动作过猛导致飞机变形而报废。在那段时间内，有40名驾驶米格战斗机的飞行员获得了“苏联英雄”的称号。
1941年秋季发生的几场高空空战充分证明了AM-35A是一种成功的发动机。1941年9月28日，飞行员皮洛兹柯夫在8,000米高度与敌机相遇，他一直咬住敌机爬升到10,000米高度并最终将敌机击落，这场空战是战争中首次在这种高度的空战。1941年10月，就在第一飞机厂后迁前不久，一种配备了两个100升副油箱和宽叶螺旋桨的新的米格-3战斗机的改型诞生了。尽管12.7毫米ShKAS机枪射速很高，但这种武器却不十分有效，因此该机换装了12.7毫米UBS机枪，这样在不增加飞机重量的前提下，米格-3战斗机每秒武器发射质量由1.2千克提高到1.44千克。与此同时，为飞机安装火箭发射架的工作也展开了。截止到1941年10月底，共有49架米格-3安装了可装载6枚RS-82火箭的发射器，这种型号的飞机总共制造了180架。
在量产停止后，米格-3仍然频繁的执行战斗任务，该机零部件的通用性和良好的维护能力保证了其战备状态。截止到1942年5月1日，仍有134架米格-3在苏联空军服役，其中3/4还拥有战斗能力。
主要用户
苏联
罗马尼亚通过一个叛逃的飞行员得到了一架米格-3，但从未在实战中使用芬兰曾经向德国订购了70架德国陆军在巴巴罗萨行动中缴获的米格-3，但德国人一直没有交付，因此芬兰空军实际上从没有使用过米格-3参加战斗。
总体评价
二战期间，纳粹航空兵在东红战场遇到的最大劲敌之一，就是前苏联红军的米格-3战斗机。当时，米格-3是前苏联红军最现代化的高空高速战斗机，拥也是世界上最好的高空高速战斗机之一，是战争初期苏德战场上的主力战斗机之一，在莫斯科保卫战等重大战役中表现突出。作战中，该型机击落了纳粹大量作战飞机，然而，由于作战环境的限制，该型机作战潜力没有发挥提淋漓尽致。
战争爆发前，苏军共装备了约1000余架米格-3，但在德国“闪电战”的打击下，很多没有声控就被摧毁在地面上，或被德军缴获。为了对付德国的地面坦克集群，苏联高层命令把米格-3所需要的AM-35发动机全部用来装备伊尔-2强击机，直接导致了米格-3的停产。但该机的优异性能仍然在战争中发挥了重要作用。
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