Žádný z tanků IS-3 pravděpodobně nebyl během Velké vlastenecké války proti Německu nasazen. Existuje sice nepodložená zvěst o souboji tanků IS-3 s německými Jagdpanthery, ale vzhledem k časovému horizontu výroby IS-3 se to zdá nereálné. Do Německa tanky IS-3 zavítaly teprve při demonstraci vítězných armád v Berlíně v září 1945. Na Dálný východ byly tanky IS-3 sice odeslány, ale o jejich zapojení do boje s japonskou armádou neexistují žádné záznamy. S největší pravděpodobností nebyl tento tank Sovětským svazem za 2. světové války nikdy bojově použit. Tyto tanky se zúčastnily až při potlačení povstání v Maďarsku v roce 1956 a okupace Československa v roce 1968.