Во время штурмовок МиГ-3 несли огромные потери. Например, сформированный из инструкторов Ейской школы летчиков 62-й ИАП ВВС ЧФ за три недели обороны Перекопского перешейка в сентябре-октябре 1941 г. потерял все свои МиГ-3, ЛаГГ-3 и Пе-2 и почти всех пилотов, и основные потери он понес от зениток. Истребители с подвеской двух ФАБ-100 и шести РС-82 теряли 50-75 км/ч скорости, без прикрытия и подавления ПВО они могли выполнять лишь внезапные атаки с одного захода, но командование требовало непрерывно «утюжить» вражеские позиции. Не удивительно, что количество самолетов быстро таяло, а промышленность хоть и делала все, чтобы восполнить тяжелейшие потери, но никак не поспевала за «аппетитом» войны.
Доработки конструкции МиГ-3 неизбежно вели к увеличению массы, а то и к ухудшению местной аэродинамики. Применение с началом войны более дешевых материалов, уход на фронт квалифицированных рабочих также пагубно отразились на качестве выпускаемых самолетов и соответственно на их летных характеристиках. В то же время промышленность Германии уже во всю поставляла люфтваффе истребитель Bf 109F, данные которого возросли по сравнению с изученным в СССР до войны Bf 109Е. Тем не менее, задача улучшения ЛТХ «МиГа» поначалу приоритетной не считалась – от авиапрома требовали лишь увеличения количества выпускаемой техники. Приказом НКАП № 648с от 9.07.41 г. выпуск МиГ-3 поручили еще и строящемуся заводу № 122 в Куйбышеве (ныне Самара). На новом месте планировали внедрить многочисленные доработки по результатам испытаний самолета и разбора рекламаций строевых частей.
Критическим вопросом оставалась продольная устойчивость. Приказ НКАП № 561 от 24.06.1941 г. обязывал завод № 1 с 10 июля выпускать МиГ-3 только с автоматическими предкрылками и обеспечить постепенную замену крыльев на строевых самолетах. Задел старых консолей заказчик разрешил использовать до 25 июля с последующей заменой.
На МиГ-3 со старыми моторами АМ-35А с редукцией 0,902 случалась «раскрутка» винтов. Для устранения этого явления установили доработанные воздушные винты АВ-5Л-123 или ВИШ-105П, которыми было рекомендовано комплектовать серийные самолеты, причем последний давал выигрыш в весе, а также быстроте установки.
Весной 1941 г. МиГ-3 перестали комплектовать подкрыльевыми пулеметами БК-12,7 – их не хватало для бомбардировщиков. И это тогда как недостаточную вооруженность истребителя признавали и заказчик, и НКАП. 13 июля 1941 г. Шахурин обратился лично к Сталину: «Направляю заключение о результатах предварительных летных испытаний самолета Миг-3 с предкрылками и пятью огневыми точками. Выводы, сделанные зам. наркома Авиапрома Яковлевым, директором завода № 1 Третьяковым и гл. конструктором завода № 1 Микояном, считаю правильными и установку 2-х крыльевых пулеметов Березина на самолетах Миг-3 с предкрылками считаю целесообразным. Испытания самолета с 5-ю точками и предкрылками на потерю скорости, срыв в штопор и определение максимальной скорости будут проведены в течение 3-х дней – к 15 июля с. г.».
В июле летчики Гурский и Доброскоков испытали МиГ-3 с предкрылками со стандартным 5-точечным вооружением и экспериментальным, состоявшим из трех синхронных пулеметов БС. Замнаркома авиапромышленности Яковлев, директор завода №1 Третьяков и главный конструктор Микоян докладывали: «По сравнению с серийным 3-х точечным самолетом Миг-3 – разбег несколько удлинился, скороподъемность немного уменьшилась, вираж и перекладывание из одного виража в другой – тяжелее; пикирование устойчивое, посадка нормальная. Самолет значительно лучше ранее выпускаемого 5-ти точечного самолета Миг-3, но из-за разницы в весе в 140 кг несколько тяжелее в пилотировании выпускаемого в настоящее время 3-х точечного. Оба летчика считают, что увеличение огневой мощи искупает указанные выше недостатки. Выводы… На основании данных предварительного облета можно считать установленным, что самолет Миг-3 с предкрылками и 5-ю огневыми точками, несмотря на увеличение веса, по сравнению с 3-х точечным серийным и связанное с этим некоторое ухудшение пилотажных свойств, может быть запущен в серийное производство…». Но это сделано не было, и как компромисс часть серийных МиГ-3 начали сдавать с вооружением из двух синхронных пулеметов Березина.