טנקי IS-3 לא הספיקו להשתתף בקרבות של מלחמת העולם השנייה, כיוון שסדרת הייצור הראשונה הסתיימה במאי 1945, כאשר פסקה הלחימה באירופה. לפי מספר מקורות גדוד אחד של טנקי IS-3 השתתף במלחמה עם יפן. הטנק התגלה לראשונה לעיניים מערביות ב-7 בספטמבר 1945 במצעד המשותף של בעלות הברית שנערך בברלין, לרגל סיום מלחמת העולם השנייה. הטנקים הללו הותירו רושם רב על הקצינים האמריקאים והבריטים שנכחו במצעד.