В первые недели войны во фронтовые части поступило много ЛаГГов, восполняя потери первых дней в И-16 и МиГ-3. Летом и осенью 1941 г. ЛаГГи сыграли заметную роль не только в противоборстве с люфтваффе. Имевшие мощное вооружение живучие деревянные самолеты успешно штурмовали колонны наступающих частей вермахта.
Одним из первых ЛаГГи получил 164-й ИАП, базировавшийся на Кавказе. В этом полку начал свою карьеру военного летчика маршал авиации Н.М.Скоморохов, войну он закончил майором, сбил 46 самолетов лично, восемь — в группе. Три звена ЛаГГов 160-го полка обеспечивали перелет в осажденный Ленинград Г.К.Жукова. На другом фланге огромного фронта ЛаГГ-3 1 — и серии имелись на вооружении 44-го ИАП Ленинградского фронта, 7 марта 1942 г. преобразованного в 11-й гвардейский.
В августе 1941 г. на ЛаГГ-3 летчики 17-го ИАП прикрывали днепровские переправы в районе Кременчуга. Полк сменил «ишаки» на ЛаГГи в конце июля в Ростове-на-Дону. В июле ЛаГГи получил также 170-й ИАП.
Осенью 1941 г. с И-16 на ЛаГГ-3 был перевооружен 69-й ИАП, в котором служил один из самых результативных летчиков-истребителей Великой Отечественной войны — А.В.Алелюхин (40 побед, одержанных лично и 17 — в группе).
ЛаГГ-3 не стал символом битвы за московское небо, но вклад в общее дело полки, воевавшие на ЛаГГах внесли значительный. На Калининском фронте истребители этого типа занимали даже доминирующее положение, другое дело, что их было мало. Полки, вооруженные ЛаГГами действовали в составе Брянского, Западного и Калининского фронтов. В составе 6-го истребительного корпуса ПВО, на который возлагалась защита столицы от фашистских бомбардировщиков по состоянию на 31 июля 1941 г. входили два полка, имевших на вооружении ЛаГГи — 24-й ИАП (27 истребителей) и 233-й ИАП (в нем ЛаГГами была вооружена одна эскадрилья — 10 самолетов).
Начиная с 5 октября 1941 г. в 43-й авиадивизии проходили войсковые испытания три ЛаГГ-3, вооруженные 37-мм пушками; согласно отчету эти самолеты смогли уничтожить пять немецких танков. Мощное вооружение буквально провоцировало использовать эти машины в качестве штурмовиков. Однако новые пушки Шпитального были еще сырыми и работали ненадежно. Воевали эти три истребителя недолго — в середине октября их сбили в районе Вязьмы.
Авиационная группировка на Московском направлении в преддверии «решительного» наступления немцев на столицу усиливалась — Ставка в начале октября перебросила сюда семь истребительных авиаполков, в том числе два (524-й и 415-й), вооруженных ЛаГГ-3. В третьей декаде октября на Калининский фронт прибыли два полка, вооруженных ЛаГГами — 193-й (19 истребителей) и 129-й. Вся истребительная авиация фронта насчитывала 39 ЛаГГ-3 и 17 МиГ-3. К 1 декабря количество боеготовых ЛаГГов уменьшилось до 35.
