Prvé prototypy úspešne prešli skúškami v apríli 1943. Čoskoro na to sa spustila sériová výroba, a tak sa prvé stroje dostali na front v júli 1943. Práve včas na to, aby zasiahli do bojov v Kurskom oblúku. Jak-3 čoskoro získal na fronte dobrú reputáciu u posádok a rešpekt u nepriateľa. Ich na sovietske pomery silná výzbroj koncentrovaná v prednej časti trupu bola v kombinácii s explozívnou muníciou pomerne ničivá. Mnohými bol Jak-3 považovaný za ideálny súbojový stroj prevyšujúci pri správnom nasadení všetky bežné stroje protivníka. Ani neskoršie nasadenie nových Bf 109K či Fw 190D-9 neotriaslo pozíciou Jaku-3, ktorý naďalej zostal ich rovnocenným súperom. Na sláve Jakov-3 pridalo i rozhodnutie francúzskych letcov z perute Normandie-Niémen, ktorí potvrdili, že tieto stroje sú jedni z najlepších sovietskych konštrukcií a vybrali si ich spomedzi mnohých iných typov, ktoré im Sovietsky zväz ponúkol. Ich bojové výsledky v nasledujúcom období boli úctyhodné. Len v októbri 1944 zostrelili 119 nemeckých strojov. Medzi esami lietajúcimi na Jakoch-3 sú mnohí Francúzi ako, napríklad Marcel Albert, Jacques Andre, Roland Paulze d Ivoy De La Poype a ďalší.