Двадцатого июня 1944 г. на аэродром 91-го ИАП 2-й воздушной армии прибыли новые самолеты – сорок один Як-3 (строго по числу летчиков) часть получила для проведения войсковых испытаний. Полк работал на Як-9 и быстро освоил новую технику, получив под руководством летчиков ОКБ и НИИ ВВС по 25-30 часов тренировок. Этого оказалось достаточно даже для семнадцати молодых пилотов, которые еще не были в бою. 13 июля началась Львовско-Сандомирская наступательная операция, в ходе которой 91-й ИАП выполнил на новых самолетах 431 боевой вылет на прикрытие войск и аэродрома базирования, свободную охоту, перехват самолетов противника по наведению с передовых постов наблюдения и «по-зрячему», а также на наращивание сил в вознельзя. Среди всех истребителей завершающего периода II мировой войны этот самолет Яковлева имел самый слабый двигатель с боевой мощностью всего 1290 л.с. Для сравнения: мотор DB 605DC самолета Bf 109G-10 на высоте 5000 м с впрыском вод- но-спиртовой смеси развивал 1800 л.с., a DB 605ASCM, установленный на Bf 109К-4,- 2030 л.с. Соответственно, по нагрузке на мощность Як-3 проигрывал лучшим модификациям Bf 109. С боевым весом (75% топлива) этот параметр у стандартного Як-3 был 1,93 кг/л.с., а у Як-3П – 1,94 против 1,7 у Bf 109G-10 и 1,41 у варианта К-4. Зато FW 190D-9 был чуть хуже «Яка» – 2,0 кг/л.с., а А-8 уступал ему уже заметно – 2,83. По данному показателю Ла-7 несколько превосходил Як-3.
В горизонтальном полете до высоты 5500 м серийный Як-3 обгонял Bf 109G-10, который по комплексу боевых характеристик с учетом надежности можно назвать лучшим немецким истребителем конца войны, причем на 4000 м преимущество составляло около 30 км/ч, а у земли – почти 20 км/ч. Тяжелый FW 190А-8 мог догнать «Як» только выше 5750 м, на 4000 м он отставал на 50 км/ч, а у земли – на 30 км/ч. «Длинноносый» FW 190D-9 получал преимущество перед Як-3 на эшелоне 5000 м, уступая на высоте 4 км 35 км/ч, а у земли – 25. Что касается советских истребителей, то Як-3 мог обогнать Ла-7 АШ-82ФН только в узком диапазоне высот от 3900 до 4750 м, уступая Як-9У ВК-107А на всех высотах.
По удельной нагрузке на крыло с боевым весом Як-3 был лучше всех – 167 кг/м
Вообще, по такой важной характеристике самолета, как удобство и простота в управлении, Як-3 не имел себе равных. Тогда как летные свойства немецких истребителей постоянно ухудшались, требования к уровню подготовки летчиков становились все жестче (а фактическое качество обучения в школах люфтваффе падало), ОКБ Яковлева создало истребитель, который, наоборот, был максимально пригоден к быстрому освоению не только летчиками средней квалификации, но и вчерашними выпускниками летных школ.
Наиболее характерным критическим режимом самолета-истребителя в те годы было сваливание в штопор. Оно возникало чаще всего при чрезмерно энергичном вираже и могло привести не только к срыву атаки и превращению из преследователя в потерявшую скорость мишень, но и к катастрофе. Максимальная угловая скорость крена (а чем быстрее самолет вращается, тем труднее вывести его в нормальный полет) у Як-3 была примерно на четверть меньше, чем у «Аэрокобры», но почти вдвое больше, чем у Ла-7 Статистика показывает, что частота попадания в штопор Як-3 и Ла-7 была почти одинакова, но если Ла-7 попадал в такой переплет, то угловое ускорение крена у него было на 15-20% больше, чем у Як-3, а значит, самолет переходил из нормального полета в штопор резче.
На посадке Як-3 был прост, обладая посадочной скоростью 137 км/ч (139 у Як-3П). Однако, хотя у Bf 109G-10 14 этот показатель был хуже (150 км/ч), благодаря эффективным тормозам и нормальному противокапотажному углу длина пробега по сухой ВПП у него была 380 м против 455 у Як-3. А пилоту Як-3П, у которого противокапотажный угол был еще меньше, тормоза было лучше вовсе не использовать, и его пробег достигал 550 м. Зато на мокром аэродроме каждая десятая посадка молодого летчика на Bf 109G заканчивалась касанием законцовкой крыла грунта и мелким (а иногда и не очень) ремонтом из-за узкой колеи шасси и слабых стоек.