В серию мотор ВК-105ПФ2 пошел на заводе № 26 в Уфе, а затем и на № 16 в Казани. До октября 1944 г он поставлялся только для Як-3, затем его стали устанавливать и на Як-9М, Як-9У, последние серии ЛаГГ-3 и бомбардировщика Пе-2. Приказом по НКАП № 39 от 19 января 1944 г. была заказана первая серия в 100 штук ВК-105ПФ2, которым на основании заводских длительных испытаний был установлен ресурс 150 ч, но эксплуатация выявила много дефектов, и завод № 26 приступил к их устранению Постепенно все вопросы были сняты за счет усиления поршневых пальцев, коленвала, привода нагнетателя и ряда других деталей ценой незначительного повышения массы.
Изготовление первых деталей на Як-3 саратовский завод начал 12 января 1944 г., 1 марта закончилась сборка самолета № 06-01 (6-я машина 1-й серии «поспела» первой: пока самолет строился не на конвейере), а 8-го он сделал первый 10-минутный полет вокруг заводского аэродрома. Не допустить снижения темпов выпуска Як-1 в Саратове не удалось, и оправдываясь 22 марта замнаркома Дементьев и Яковлев писали Сталину: «…уменьшение выпуска старых самолетов Як-1 позволит заводу 292 значительно сократить сроки внедрения в серийное производство самолетов Як-3 и обеспечить выпуск их в марте 20, апреле 45 и в июне 135 самолетов…».
Параллельно с освоением производства шло устранение недостатков нового истребителя. Особенно много нареканий вызывало его слабое вооружение, и 22 мая 1944г. вышло Постановление ГКО № 5942сс «Об установке на самолет Як-3 2-го пулемета Березина». После этого НКАП своим приказом № 356сс от 26 мая обязал заводы с 15 июня сдавать истребители только с таким вооружением. Второй УБ-12,7 внедрили на 13-й серии после сдачи 197-ми «двухточечных» самолетов.
Освоение Як-3 прошло без особых трудностей, но в августе 1944 г из НИИ ВВС пришел отчет о контрольных испытаниях серийного самолета № 11-12, выпущенного заводом № 292 в июле: скорость оказалась несколько меньше определенной Техническими условиями величины в 660-10 км/ч, нашлись и другие недочеты. Еще хуже был «тбилисский» Як-3 ВК-105ПФ2 № 01-11, контрольные испытания которого завершились в НИИ ВВС 4 октября 1944 г.: скорость на границе высотности снизилась с 660 у «эталона» до 620-630 км/ч.
Представители Главного конструктора в Саратове и Тбилиси давно докладывали о низком качестве деталей, сборки и отделки самолетов, а также о превышении массы отдельных узлов из-за технологических упрощений. Военпреды же специально отбирали на контрольные испытания машины с наихудшим качеством изготовления. ведь их задача – блюсти качество поступающей в войска продукции, выявляя максимум дефектов. Совместно с заводом № 292 были подготовлены мероприятия по восстановлению летных данных серийных Як-3, которые были реализованы на машине № 14-19, по времени выпуска близкой к испытываемому самолету 11-12.