Надо сказать, что для этого имелись определённые основания. В боях деревянный ЛаГГ-3 нередко демонстрировал редкостную прочность и живучесть. Об этом свидетельствует случай, происшедший с лётчиком Д. В. Симоновым. 12 августа 1942 г. его истребитель был подбит огнём зенитной артиллерии; пострадали масляная, гидравлическая и топливная системы, в фюзеляже зияла огромная пробоина, отсутствовала почти половина левой плоскости. Тем не менее Симонов сел на своём аэродроме, хотя потом самолёту потребовался ремонт в заводских условиях. Лётчик С. Ф. Кырчанов из 252-го иап таранил немецкий истребитель Bf.109. Цельнометаллический «немец» от удара разрушился, а деревянный советский самолёт благополучно приземлился.
ЛаГГ-3 из 66-й серии завода № 31, несущий стандартный камуфляж образца 1943 г., 9-й иап ВВС Черноморского флота.
Целый ряд полков успешно сражался на ЛаГГ-3. Значительных успехов достиг 131-й иап. В июне 1942 г. пара во главе с командиром этого полка майором В. И. Давидковым провела бой с четвёркой Bf.109. В итоге командир один немецкий самолёт сбил, а три других вышли из боя. 27 сентября того же года младший лейтенант К. А. Новичков протаранил вражеский разведчик FW.189, сумев при этом благополучно довести свою повреждённую машину до аэродрома и посадить её.
Отличились истребители ЛаГГ-3 также в боях за Крым и Кавказ. Приведём лишь несколько примеров. В конце июля 1942 г. старший сержант П. К. Бабайлов из 790-го иап отправился на отражение налёта на аэродром в районе Грозного. Это был его первый боевой вылет. В воздушном бою он сбил Bf.109, а затем, израсходовав боеприпасы, винтом отрубил хвостовое оперение ещё одного самолёта противника. Умелый лётчик долетел до аэродрома и приземлился. За ночь техники восстановили повреждённые воздушный винт и капот двигателя. На следующий день Бабайлов на отремонтированной машине опять участвовал в воздушном бою, одержав третью победу. Позднее, уже будучи командиром звена, лейтенант Бабайлов второй раз на ЛаГГ-3 таранил противника. Произошло это 21 ноября 1943 г. над Керченским полуостровом в районе села Султановка. В тот день отважный лётчик ударом винта разрушил вертикальное оперение бомбардировщика Ju.88 и благополучно вернулся на своей повреждённой машине.
В середине 1942 г. количество ЛаГГ-3 и Як-1 на фронте было примерно одинаковым. При этом продолжалось перевооружение полков, летавших ранее на И-16 и МиГ-3.
В октябре 1942 г. в Тбилиси облегчённые ЛаГГ-3 получили лётчики 166-го иап, которым командовал майор С. С. Римша. Этот полк затем участвовал в боях в составе 166-й дивизии. В том же месяце стали осваивать новые истребители в 3-м гв. иап ВВС Балтийского флота. 267-й иап начал переучиваться на ЛаГГ-3 в ноябре 1942 г. 3 марта 1943 г. полк получил приказ о перебазировании на аэродром Краснодар-Центральный, а спустя неделю уже открыл боевой счёт. В тот день 2-я эскадрилья группой из восьми истребителей под командованием капитана Черкашина вылетела на сопровождение дюжины Ил-2 из 503-го шап, штурмовавших восточную окраину станицы Абинская. При подходе наших самолётов к цели две пары Bf.109, прорвавшиеся сквозь верхний ярус прикрытия, попытались атаковать штурмовики. Черкашин, находясь выше врага, развил большую скорость, атаковал и сбил при наборе высоты ведомого второй пары противника. После этого неприятель немедленно вышел из боя.
Но мастерство пилотов не могло в полной мере компенсировать отставание ЛаГГ-3 по лётным данным от истребителей Люфтваффе. У самолёта выявились и другие недостатки. Машина была сложнее в пилотировании, чем Як-1 и Як-7, что сильно сказывалось в частях, где было много молодых, наскоро обученных лётчиков. Погоня за выполнением и перевыполнением плана в условиях, когда на заводах трудилось много малоквалифицированных женщин и подростков, отрицательно влияла на качество техники. В результате фиксировалась высокая аварийность. По данным ВВС, с июня по октябрь 1942 г. в небоевой обстановке произошло 18 катастроф, причём в шести случаях имело место разрушение крыльев, а в восьми — двуплечего рычага управления закрылками; добавим сюда шесть поломок, одну вынужденную посадку и 77 простоев боевых машин из-за неисправности материальной части.
Со второй половины 1942 г. количество этих самолётов в строю начало постепенно сокращаться. На 19 ноября на передовой насчитывалось всего 277 машин, почти вдвое меньше, чем имелось летом. Зато возросло наличие этих машин в ПВО и морской авиации. Например, в ноябре 1943 г. ЛаГГ-3 получил 35-й иап, прикрывавший Черноморское побережье Кавказа.
Из четырёх истребительных полков ВВС Черноморского флота, активно действовавших в 1943 г., два (9-й и 25-й) были вооружены ЛаГГ-3. 25-й иап считался одним из лучших. За вторую половину года его лётчики провели 89 воздушных боёв, сбив 73 самолёта противника (включая 56 истребителей). Сам полк за это время потерял 24 машины.
На 1 июля 1943 г. на фронте насчитывался 251 ЛаГГ-3. Они действовали в основном на юге. 4 декабря 1943 г. шестёрка ЛаГГ-3 из 790-го иап под командованием старшего лейтенанта Бурака, прикрывая Эльтиген, встретила 25 бомбардировщиков Ju.87, сопровождавшихся четвёркой Bf.109. Атаковав «лапотников» сверху в лоб, наши лётчики разрушили неприятельский строй и вынудили бомбардировщики беспорядочно сбросить свой груз. В этом бою старшие лейтенанты Бурак и Сальников одержали по одной победе.
В некоторых полках недостатки ЛаГГ-3 пытались компенсировать усовершенствованием тактики их применения. Так, в 4-й воздушной армии практиковали взаимодействие их с другими типами истребителей. ЛаГГ-3 барражировали на высотах до 3000 м, а выше находились более манёвренные «аэрокобры». Последние связывали боем истребители противника, предоставляя возможность ЛаГГ-3 бороться с вражескими бомбардировщиками.
Звено самолётов К-37 (Гу-37) с пушкой Ш-37 впервые использовалось в боях на московском направлении в октябре 1941 г. в составе 43-й авиадивизии. Тогда мощное вооружение этих машин не удалось использовать в полной мере из-за многочисленных конструктивных и производственных дефектов пушечной установки. Тем не менее, конструктор пушки Шпитальный посчитал, что применение нового оружия прошло успешно, и доложил Сталину об уничтожении пяти средних танков. Однако он промолчал, что в этом же месяце звено фактически перестало существовать — все его истребители были выведены из строя.
Более совершенные ЛаГГ-3 с 37-мм пушками Ш-37, выпущенные заводом № 21 в 1941–1942 гг., поступили в 42-й иап подполковника Ф. И. Шинкаренко (с 9 октября 1942 г. этот полк стал 133-м гвардейским), который в марте 1942 г. начал их войсковые испытания на Брянском фронте.
«Первое испытание в бою, — вспоминал Шинкаренко, — прошло вне предусмотренной программы. Когда мы ещё только готовились начать боевую работу, над аэродромом появилось несколько фашистских бомбардировщиков.
ЛаГГ-3 с пушкой НС-37 во время войсковых испытаний, 21-й иап, Калининский фронт, аэродром Старая Торопа, май 1943 г.
Два звена «ЛаГГов» в воздушном бою сбили из пушек три самолёта противника. Лётчики… восторженно отзывались о пушке, снаряды которой оставляли большие пробоины в плоскостях и фюзеляже вражеских бомбардировщиков. Однако, несмотря на тренировки, некоторые лётчики в первой же атаке израсходовали все патроны. Выяснилось также, что при ведении огня из пушки длинными очередями «ЛаГГ» терял скорость. Подобное мы замечали и раньше, когда тренировались в стрельбе по наземным целям, но в бою это проявилось особенно отчётливо».
Противник, узнав о появлении на фронте столь мощного оружия, буквально начал охоту за самолётами полка. В результате испытания пришлось прервать. В мае 42-й иап направили на Западный фронт, подчинив 202-й иад полковника Б. И. Янсена. Почти после каждого боевого вылета лётчики докладывали о сбитых немецких самолётах. По свидетельству Шинкаренко, командир эскадрильи капитан М. Горбанёв первым в полку сбил бомбардировщик He.111, причём огонь открыл с дистанции 400 м — это почти в два раза больше, чем ранее практиковалось в боях для надёжного поражения воздушных целей. Известно, что только в августе 1942 г. в воздушных боях из 37-мм пушек было сбито 45 вражеских самолётов. Кроме 42-го иап, ЛаГГ-3 с 37-мм пушками был укомплектован и 188-й иап подполковника Г. И. Черепанова.
Войсковые испытания истребителей с пушками НС-37 проходили с 21 апреля по 7 июня 1943 г. на Калининском фронте в составе 1-й воздушной армии. Хотя результаты их были признаны успешными, кроме небольшой партии машин, направленных туда, эта пушка на серийных ЛаГГ-3 не устанавливалась. Позднее НС-37 начали монтировать на истребители Як-9Т и штурмовики Ил-2.
Во всё уменьшающихся количествах ЛаГГ-3 состояли на вооружении ВВС, ПВО и морской авиации до конца Великой Отечественной войны. В частности, они принимали участие в освобождении Крыма. 10 января 1944 г. пятёрка ЛаГГ-3 из 790-го иап подполковника И. Г. Королёва перехватила в районе Тархан (Керченский п-ов) 12 пикировщиков Ju.87, шедших в сопровождении пары Bf.109. В бою немцы потеряли три Ju.87 и оба истребителя. В операциях в Крыму были задействованы также 88-й, 159-й, 863-й и 979-й иап, вооружённые ЛаГГ-3.