Но нарком авиапрома не хотел ждать. 8 апреля 1942 года он подписал указ о переходе завода № 21 на выпуск истребителей Як-7. Конструкторское бюро Лавочкина планировали отправить в Тбилиси, где должен был продолжаться выпуск ЛаГГов-3. Но уже в марте 1942 года в воздух поднялся прототип будущего Ла-5, в то время носивший обозначение ЛаГГ-3 М-82. После завершения государственных испытаний появилось решение о начале серийного выпуска нового истребителя. Указ о переходе завода № 21 на выпуск Яков-7 отменили. Вместо этого, на заводе развернули выпуск Ла-5. Для первых Ла-5 использовали готовые фюзеляжи ЛаГГ-3, подвергнув их необходимой переделке. Указом ГКО от 19 мая 1942 года заводы № 21 и 31 обязывались не позднее 25 мая приступить к выпуску ЛаГГов-3 только с двигателем М-105ПФ. Указом ГКО от 7 июня 1942 года завод № 21 должен был ставить на ЛаГГи-3 автоматические закрылки и убирающееся хвостовое колесо, а также элероны и рули высоты с улучшенной балансировкой. Выпуск модифицированных ЛаГГов следовало начать с 1 июля 1942 года, но завод, занятый переходом к выпуску Ла-5, этих сроков не выдержал. До 12 июля 1942 года армия получила только семь ЛаГГов-3 с закрылками. До конца месяца было собрано еще 30 ЛаГГов без закрылков. Все самолеты двух последних производственных серий, собранные в Горьком летом 1942 года, были оснащены двигателями М-105ПФ. Общий выхлопной коллектор у них заменялся тремя сдвоенными патрубками. Снова на самолет поставили дополнительные бензобаки. Вооружение оставалось «облегченным»: пушка ШВАК и пулемет БС. Указом НКАП от 13 июля директор завода № 293 и главный конструктор М. И. Гудков должны были установить на ЛаГГ-3 новую пушку Березина калибра 20 мм, но в конце концов от этих планов отказались. Завод № 21 полностью перешел на выпуск истребителей Ла-5, пустив на эти цели весь запас готовых планеров ЛаГГ-3. Этого запаса хватило почти на полгода.
Пушки большого калибра
Идея установить на ЛаГГ-3 пушку большого калибра и превратить самолет в истребитель танков появилась еще в 1940 году. Работа по установке на самолет пушки Таубина или Шпитального шла с весны 1941 года. Авиационная пушка Таубина калибра 37 мм не помещалась под капотом. Первые 9 пушек Ш-37 (АП-37) конструкции Шпитального имели меньшие размеры, но ее не удавалось жестко зафиксировать. После всего нескольких выстрелов крепления пушки ослабевали. Боекомплект пушки составлял всего 21 выстрел вместо планировавшихся 50. Даже со снятым пулеметом БС боекомплект пушки не превышал 30 выстрелов. Первым самолетом, вооруженным 37-мм пушкой, стал третий серийный ЛаГГ-3 выпуска завода № 23. Чтобы разместить пушку, с двигателя сняли генератор, заменив его дополнительными аккумуляторами, расположенными в фюзеляже. Кроме того, с самолета сняли оба пулемета ШКАС, а также изменили схему крепления пулемета БС. Взлетная масса самолета составила 3318 кг. Чтобы как можно скорее дать самолет армии, полного цикла испытаний не проводили, а крепление пушки окончательно доработали лишь весной 1941 года в ходе государственных испытаний в НИИ ВВС. По результатам проб летные характеристики самолета не ухудшились. Стрельба одиночными выстрелами и очередями длинной до 20 выстрелов также на параметрах полета не сказывалась. Испытания завершились за 16 дней до начала войны. В отчете говорилось: «После внесения ряда изменений в конструкцию 37-мм пушка конструкции Б. Г. Шпитального установлена в двигателе М-105П самолета ЛаГГ-3.
Пушка успешно прошла государственные испытания. С целью проверки возможности боевого применения самолета ЛаГГ-3 с пушкой калибра 37 мм и оценки его надежности в условиях эксплуатации в частях Красной Армии необходимо построить серию самолетов, вооруженных 37-мм пушкой и два пулемета БС, достаточную для оснащения одного истребительного полка, то есть 70–75 машин».
В сентябре 1941 года три самолета с пушкой Ш-37/АП-37 (их также иногда называли самолеты К-37 или Гу-37) отправили на фронт с целью испытания в боевых условиях. Самолеты с успехом участвовали в боях под Москвой. До конца 1941 года в Горьком выпустили еще 20 таких самолетов. Всего завод № 21 построил 85 истребителей, вооруженных пушкой Ш-37.