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.