Самым оригинальным механизмом пулемета является его запирающая система. Боевая личинка затвора с обеих сторон имеет фигурные пазы, идущие вперед и внутрь ее корпуса. В каждом пазу помещается запирающий ролик. Когда затвор движется вперед, втулка ударника, приводимая в движение остовом затвора под воздействием возвратной пружиной, толкает ролики в пазы. Боевая личинка упирается в казенник ствола, а ролики заходят в боевые упоры муфты ствола. Давление на ролики усиливается скошенной плоскостью втулки ударника. Ролики занимают крайнее наружное положение в своих фигурных вырезах в боевой личинке. Таким образом, ствол и затвор оказываются скрепленными (запертыми). Поначалу ролики мешают ударнику пройти наружу из втулки ударника, по как только они освобождают проход, боек ударника под действием инерции наката проходит между ними и накалывает капсюль патрона.
После выстрела давление пороховых газов в патроннике подает ствол назад, а поскольку боевая личинка сцеплена со стволом, то ствол откатывается назад вместе с ней. Усилие, создаваемое в надульнике (усилителе отдачи), придает стволу добавочную энергию.
Ролики держат боевую личинку в сцеплении с казенником во время выстрела и в течении первых 8 мм длины отката. Затем ролики накатываются на отпирающие кулачки в ствольной коробке и выдавливаются внутрь по пазам в казеннике и боевой личинке к оси затвора. Втулка ударника в это время отходит назад вместе с остовом затвора, освобождая проход роликам в пазы боевой личинки.
Ускорение отката затвора является существенной чертой всех пулеметов, действующих на принципе отдачи ствола с коротким ходом. Оно придает затвору необходимую для совершения всею цикла работы энергию. В пулемете MG3 этот принцип реализован достаточно просто. Ролики двигаются в пазах ствольной муфты и вырезах боевой личинки одно и тоже время. Однако длина хода роликов по пазам в казеннике больше длины вырезов личинки. Поэтому последняя движется быстрее ствола и, следовательно, ускоряется по отношению к нему.
После отпирания затвора его остов проходит расстояние всего в 21 мм, и возвратная пружина ствола посылает ею вновь в переднее положение. Стреляная гильза зажимается выбрасывателем, расположенным на зеркале затвора. Отражатель представляет собой рычаг состоящий из двух частей. Задняя часть работает от пружины амортизатора, в результате передняя часть выходит на уровень казенного среза ствола, поворачивает гильзу и удаляет ее вниз. Возвратная пружина выполнена очень сильной и подает затвор в переднее положение с большой скоростью.
Движение ленты обеспечивается стойкой в верхней части затвора, движущейся в криволинейном канале рычага подачи. Этот рычаг находится под крышкой ствольной коробки и может вращаться вокруг своей задней части. При работе затвора передок рычага подачи движется по ствольной коробке и приводит в действие рычаг, прикрепленный к ползуну приемника. Ползун приемника имеет два комплекта пружинных пальцев, установленных с каждой стороны центрального шарнира ползуна. Таким образом, когда один комплект пальцев выдвигается и поддерживает патроны в ленте, другой комплект втягивает ленту в пулемет.
Каждый комплект пальцев продвигает ленту на полшага. Такое разделение нагрузки приводит к снижению сил, действующих на ленту и механизм подачи, исключает неровное движение ленты и обеспечивает плавную подачу боеприпасов к пулемету.
Пулемет обладает высокой скорострельностью. Затвор движется со значительной скоростью и поэтому связь между шепталом спуска и боевым взводом затвора должна осуществляться всей плоскостью соприкасающихся поверхностей. Если же шептало только частично приподнято в то время, когда затвор бьет по нему, возможно взаимное повреждение. Что бы предотвратить это, ударно-спусковой механизм имеет управляемое шептало, поднимающееся в определенную точку в соответствии с положением движущегося затвора. Это обеспечивает полное соприкосновение рабочих поверхностей двух элементов.
Спусковой крючок соединен с разобщителем, имеющим собственную пружину, которая толкает его вперед. Хвост шептала проходит через разобщитель, а Т-образный стержень на его конце ограничивает вращение разобщителя вперед. Передняя часть разобщителя имеет выступ. Когда стрелок нажимает спусковой крючок, последний вращается на оси и толкает хвост шептала вверх, а другой его конец (носик) опускается вниз, освобождая боевой взвод затвора. Под действием возвратной пружины затвор идет вперед. Пружина поворачивает разобщитель, выступ разобщителя оказывается под Т-образным стержнем хвоста шептала.