Тбилисскому авиазаводу была оказана техническая помощь, однако с заданием он не справился. Хотя к концу 1945 г. все 75 самолетов были представлены к сдаче, ни один из них не был принят заказчиком. Часть машин и вовсе числилась комплектами агрегатов.
Самолет Як-3 ВК-107А № 70-03 был доработан в Тбилиси под руководством ведущего инженера ОКБ-115 К.А. Скржинского и начальника отдела прочности ОКБ С.Я. Макарова. На нем поставили мотор с новым регулятором наддува и дополнительной маслопомпой, улучшили радиаторы, уменьшили запас топлива с 350 до 320 кг, а масла – с 40 до 32 кг, облегчили и улучшили управление и притяг створок шасси. На самолете установили моторную и одну синхронную пушки Б-20.
Первый полет на цельнометаллическом Як-3 выполнил 14 апреля 1945 г. летчик В.Г. Иванов. Заводские испытания завершились 10 мая, а Госиспытания в НИИ ВВС самолет безуспешно проходил с 25 мая по 9 июня. Летчик Антипов выявил лишь несущественное снижение летных данных по сравнению с опытным самолетом с крылом с деревянной обшивкой, но многие недостатки оставались. Мотор вибрировал при сбросе газа на большой высоте, плохое охлаждение вынуждало при длительном использовании «максимала» держать створки радиаторов полностью открытыми, поток продолжал «отсасывать» створки шасси. Недобор летных данных списали на неопытность коллектива завода № 31 при работе с металлом. Эту проблему можно было решить только путем приобретения практического опыта, и было решено запустить цельнометаллический Як-3 в ограниченное серийное производство.
До конца 1945 г. завод № 31 построил 40 таких Як-3 и еще 8 – в следующем году, но заказчик принял первую машину лишь в IV квартале 1945 г., а последнюю – в III квартале следующего. Дальше Як-3 ВК-107А строить не стали. Все-таки для этого мотора оказались более подходящими самолеты Як-9У/П, которые имели несколько другую центровку и более прочный планер. Они и пошли с ним в серию.
Вся логика развития семейства истребителей Яковлева в годы Отечественной войны основывалась на совершенствовании моторов жидкостного охлаждения конструкции Климова. Попытка установки на Як-7 альтернативного звездообразного мотора М-82А, предпринятая на рубеже 1942 г., уперлась в недоведенность изделия КБ-19 Швецова, и эта возможность была упущена. Между тем, С.А. Лавочкин подхватил идею, создав весьма удачные истребители Ла-5 и Ла-7, затем он работал над цельнометаллическим «126», из которого вырос Ла-9. Сам АШ-82 был форсирован, получил систему непосредственного впрыска топлива, объединенное гидравлическое управление газом и шагом винта, а его надежность и ресурс были уже не хуже, чем у ВК-105ПФ, и Яковлев решил сделать модификацию Як-3 с двигателем Швецова.