При снятых панелях правого борта передней части фюзеляжа открывался доступ к различным агрегатам, в т.ч. переднему баку, патронному ящику и аккумулятору 12А-5 (контейнер справа внизу). Справа – контейнер с крупнокалиберным пулеметом БК-12,7 под крылом МиГ-3
На 1 января 1942 г. в ВВС РККА числился 2401 истребитель новых типов, из них 686 МиГ-3. Больше было только «ЛаГГов» – 746 штук. «МиГи» появились и на тех фронтах, куда к началу войны поставить их не успели. Например, сформированный в сентябре 1941 г. в Кандалакше (район Мурманска) 609-й ИАП м-ра Гальченко получил смесь из И-153, ЛаГГ-3 и МиГ-3. Истребителями Микояна были вооружены многие полки, составлявшие элиту советской авиации. Так, весной 1942 г. на Калининском фронте действовал 1-й Гвардейский Красногвардейский орденов Ленина и Красного Знамени ИАП, вооруженный МиГ-3 и «Харрикейнами ИВ». На этой технике за десять апрельских дней участия в первой Ржевской операции, когда враг господствовал в воздухе, полк сбил 15 самолетов.
Подчинение авиации общевойсковым армиям по-прежнему препятствовало маневру силами и концентрации на главных направлениях. Это привело к поражениям под Харьковом и в Крыму весной 1942 г., когда авиация не смогла завоевать господство в воздухе и оказать эффективную поддержку пехоте. Враг перешел в наступление на Сталинград. Над городом начали регулярно появляться высотные разведчики, на перехват одного из них 22 июля с аэродрома Бекетовка поднялся летчик
439-го ИАП ПВО ст. л-т Козлов. Он настиг Ju 88 на высоте 8000 м и атаковал его с дистанции 200-300 м. Но на такой дальности два пулемета БС его МиГ-3 были неэффективны, патроны кончились, и тогда Козлов пошел на таран. Враг пытался уйти пикированием, разогнавшись до 650 км/ч, но оторваться не смог, и МиГ-3 врезался винтом в его стабилизатор. От удара Козлов потерял сознание, когда пришел в себя, увидел, что его «МиГ» едва держится на скорости 150-170 км/ч, тогда он произвел посадку в поле на шасси. «Юнкере» ушел в сторону Миллерово. Падения его никто не видел, лишь колхозники нашли большие куски стабилизатора.
В августе 439-й ИАП уже дрался с «мессерами» над линией фронта. В Сталинградской битве вместе со всей 102-й ИАД ПВО он отражал налеты противника, а затем блокировал воздушный мост, по которому немцы пытались снабжать окруженную группировку Паулюса, но главной задачей полка все это время была штурмовка вражеских войск. Заслуги летчиков дивизии были по достоинству оценены – она получила Гвардейское знамя и почетное наименование «Сталинградская».
Одной из последних операций, в которой принимали участие МиГ-3, стала Ржевско-Сычевская, начавшаяся 4 августа 1942 г. К тому времени советское командование сосредоточило авиацию под единым командованием – на этом участке действовал 1-я и 3-я воздушные армии, которые включали более 60 авиаполков. Два из них были вооружены МиГ-3, и оба действовали вполне успешно. Так, в первый день наступления 519-й ИАП получил задачу прикрытия войск. Его истребители не пропустили ни одного бомбардировщика, сбили 7 и повредили 5 самолетов.