在拉沃契金信心满满的将拉格-3战斗机交付苏联空军之后，这款被寄予厚望的战斗机很快就开始大量装备部队，并很快成为了红色空军的主力。可是拉格-3刚刚投入使用就暴露出严重的技术缺陷。首先是在飞行速度上，按设计标准拉格-3应能达到605公里的最高时速，和它的主要对手德国的Bf.109E不相上下。可是量产型的拉格-3由于添加了诸多设备和防护装甲使得重量大大增加，再加上当时苏联低劣的飞机制造工艺。都使拉格-3的速度大为降低，交付到部队手中时只剩下区区534公里的最高时速。
而且重量的增加还严重影响了拉格的爬升率；至于粗糙的制造工艺更是大幅增加了飞机的飞行阻力，在早期型身上就连操纵反应迟钝、转向不灵活、俯冲时机身抖动明显以及发动机经常漏油以致严重影响飞行员视野的问题也是层出不穷。另外拉格-3的液压系统更是缺点多多，尤其是起落架出现的诸如：停放时自动收起让飞机摔在地上、飞行时自动弹出等，经常弄得飞行员无所适从。更别说一直为西方所诟病的无线电系统，直至战争结束都堪称落后且不可靠。
当然，除了这些问题，拉格-3和其他的苏联战斗机比较还是有许多优势的。像得益于坚固的哦机体结构，让拉格-3的战场生存能力大大提升，由于采用了防火性能较好的材料，更是大大降低了其在空战中中弹起火的几率。还有那强大的火力也为众多飞行员所喜爱，就像在空战网游《战机世界》中所表现的那样，拉格-3装备的1门20mm机炮、2挺12.7mm重机枪和2挺7.62mm的轻机枪组成的火力系统，让这些多半是从I-15、I-16等战机上转过来的苏联飞行员颇有一种鸟枪换炮的感觉。不过拉格-3的那2挺7.62mm口径的轻机枪在战争初期就饱受诟病，它不仅经常在战斗中卡壳，而且其发射的小口径子弹的威力对上那些装备了加强装甲和自封闭式油箱的德军战斗机实在是太过弱小。在生产了8个批次后就把这个“鸡肋”的设置取消了。
在拉格-3的生产过程中，为了提升性能和改进暴露出来的缺点，各种各样的调整一直在进行。像更换新的引擎提升机动性能；减少内部油箱的尺寸以减轻重量，加装附属或外部副油箱以增加航程；对方向舵和升降舵外形做了修改；对无线电设备的改进更是从没停止过。从第4个生产批次起，取消了1挺12.7mm机枪，到第8个批次2挺7.62mm机枪也消失了。不过第11批次的拉格-3又加装了RO-82火箭发射导轨，用来发射RS-82型82mm火箭弹。
1942年6月，新型的拉-5战斗机在高尔基工厂正式投产，此时在工厂中拉-5和拉格-3的生产工作在同时进行，但在当年年底拉格-3的生产线就被关闭了。到了1943年就只有第比斯利一地还在继续生产拉格-3，到1944年初共制造了229架后，拉格-3最终停产。这架曾被视为希望的飞机，尽管饱受争议，但在整场苏德战争中都能看到它的身影。
到1943年底，装备拉格-3的航空团一般被部署在南部战线靠近第比利斯的地区。在多数情况下这种飞机在当时是装备给那些二线部队的，但也有少量的近卫师团开着这款飞机进入了1944年的新年。1945年8月，苏联驻远东红军对盘踞在中国东北的日本关东军发动了猛烈的进攻，在那里拉格-3完成了其军旅生涯的最后一战。
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