Из числа 83 группо-вылетов по 11 произвели для перехвата противника в районе аэродрома и на свободную охоту, 22 – по вызову командира корпуса для уничтожения самолетов противника над линией фронта и наращивания сил, 35 – для прикрытия наземных войск и четыре – для прикрытия своего аэродрома.
За время испытаний было семь встреч с самолетами противника Ю-87, Ме-109 и ФВ-190. В пяти из них имели место воздушные бои, причем в двух случаях – крупные. В итоге было сбито три Ю-87, 14 Ме-109 и шесть ФВ-190, но места их падения и документы, подтверждавшие факт сбития, в отчете по результатам войсковых испытаний не приведены. При этом два Як-3 не вернулись с задания, у одного было повреждено остекление задней части фонаря и у трех отмечено попадание в заднее бронестекло. Три самолета получили повреждения от огня зенитной артиллерии и совершили посадки вне аэродрома. Из всех самолетов два восстановили и один списали. Таким образом, наши потери составили пять машин.
Летчики отмечали, что Як-3 на высотах до 5000 метров превосходил Ме-109 и ФВ-190 как на горизонталях (заходил в хвост истребителям противника на втором вираже), так и на вертикалях. Выше самолеты противника не поднимались. Догоняли противника и на пикировании, что раньше считалось невозможным.
Воздушный бой 16 июля показал, что Як-3 могли успешно вести бой с численно превосходящим противником. Бой начался, когда десять наших истребителей встретились с восемью Ме-109 и четверкой ФВ-190. Затем силы постепенно наращивались с обеих сторон. Под конец 18 Як-3 противостояли 24 самолетам противника. В итоге 18 «мессершмиттов» и «фоккеров» остались лежать на нашей земле. Мы же потеряли одну машину, другой «як» получил повреждения.
Лишь два примера. Майор Околелов встретился в бою с Ме-109 на высоте 2700 метров. Немец, почувствовав опасность, стал уходить пикированием. Наш летчик, преследуя его на полном газу мотора, сократил дистанцию с 700–600 до 50 метров и, находясь на высоте 500 метров, когда пилот «мессершмитта» стал выходить в горизонтальный полет, одной очередью сбил противника.
В тот же день старший лейтенант Чижиков догнал Ме-109 на горке с высоты 1300 метров, но выпущенная пулеметно-пушечная очередь прошла мимо. Противник тем временем с переворота перешел в пикирование в надежде оторваться от преследования. Пикируя за неприятелем, Чижиков с дистанции 50 метров сбил его.