Pierwsze seryjne samoloty Jak-1, które trafiły do pułków mySliwsklch, zostały przyjąte z nieufnością przez pilotów, przyzwyczajonych do latania na zwrotnych myśliwcach Pollkarpowa. Większość samolotów myśliwskich typu Jak 1 MIG stała na lotniskach nie używana 1 dopiero na pokazach przeprowadzonych przez pilotów oblatywaczy S. Plont-kowsklego 1 P. Stefanowskiego piloci uznali Ich niezaprzeczalne walory. W czerwcu 1941 r. w samoloty Jak-1 wyposażono dwie eskadry z 61 dywizji myśliwskie] bazujące w Okręgu Zachodnim oraz cztery eskadry z 11 pułku myśliwskiego z przeciwlotniczej obrony Moskwy. W okresie bezpośredniego zagrożenia Moskwy samoloty Jak-1, wyposażone w niekierowane pociski rakietowe RS-82, używane były do zwalczania kolumn pancernych wroga. Działania szturmowe w 1941 r. prowadzili piloci z 562 pułku myśliwskiego, dowodzonego przez mjr. An dr lej a Niegode. w których osiągnęli poważne sukcesy. W miarę wzrostu produkcji radzieckich samolotów bojowych samoloty Jak-1, Jak-IM 1 Jak-7B stają sie podstawowym sprzętem w pułkach myśliwskich, nie tylko radzieckich, ale także we francuskim pułku ,,Normandle-Niemen", walczącym u boku Armii Czerwonej na froncie wschodnim. Obok jednostki francuskiej samoloty Jak-IM stanowiły podstawowe wyposażenie 1 pułku lotnictwa myśliwskiego „Warszawa” 1 były stosowane przez te Jednostką od chwili jej powstania do zakończenia szlaku bojowego w Berlinie. Ze stanu początkowego 40 sztuk, w dniu 1 maja 1945 r. w jednostkach lotniczych LWP znajdowało sle Jeszcze 29 samolotów Jak-IM. W trakcie działań wojennych 1 po Ich zakończeniu samoloty Jak-IM były sukcesywnie zastępowane przez samoloty Jak-9 różnych wersji.
Wprowadzenie do walki samolotów Jak-3 przyczyniło sle do uzyskania przez lotnictwo radzieckie zdecydowanej przewagi w powietrzu. Wszystkie samoloty myśliwskie niemieckie I Ich sojuszników ustępowały prędkością 1 zwrotnością samolotom Jak-3. Doskonałe własności Jak-3 były następstwem małej masy własnej samolotu. Jak-3 był bowiem najlżejszym samolotem myśliwskim II wojny światowej, wyposażonym w silne uzbrojenie strzeleckie. O jego wspaniałych własnościach świadczą liczne zwycięskie walki powietrze, Jakie stoczyli piloci radzieccy z samolotami wroga. Przykładem jednej z nich może być walka stoczona przez 18 pilotów z 91 pułku myśliwskiego, latających na samolotach Jak-3, z 24 samolotami myśliwskimi FW 199, w której zestrzelili bez strat własnych 15 samolotów niemieckich. Dużą liczbą zwycięstw powietrznych odnieśli latający na Jakach-3 piloci francuscy z pułku „Normandle-Nlemen". Zestrzelili oni 119 samolotów wroga. Na samolocie Jak-3 większość swoich 37 zwycięstw powietrznych odniósł mjr Siergiej Ługanskl, dwukrotny Bohater Związku Radzieckiego, a także płk Iwan Pokrysz-kln, trzykrotny Bohater Związku Radzieckiego. Polskie lotnictwo wojskowe dysponowało 20 samolotami Jak-3, na których latali głównie dowódcy w poszczególnych pułkach myśliwskich. Kilka egzemplarzy samolotów Jak-3 użytkowało również lotnictwo Jugosławii 1 Albanii.
Po zakończeniu działań wojennych samoloty Jak-3 stanowiły, obok samolotów Jak-9P 1 samolotów myśliwskich Ławoczklna, podstawowy sprzęt w radzieckich pułkach myśliwskich, a po 1948 r. były zastępowane przez odrzutowe samoloty myśliwskie Jak-lS i Jak-17.
W lotnictwie polskim samoloty Jak-3 były eksploatowane do 1947 r.
Do dzisiaj zachowały slą dwa egzemplarze samo-tu myśliwskiego Jak-3. Jeden samolot jest eksponatem w Musće de L’Alr w Paryżu, a drugi stoi jako pomnik w Możajsku pod Moskwą, dokumentując wkład radzieckich pilotów myśliwskich w zwycięstwo nad faszyzmem.
13