Przyczyną tak długiego dochodzenia do pełnej zdolności bojowej był brak personelu latającego oraz niski poziom jego wyszkolenia, spowodowany przyspieszonym trybem szkolenia i zaniżeniem wymagań wobec kandydatów na pilotów.
14 listopada 1957 roku rozkazem MON nr 098 wyszedł z bezpośredniego podporządkowania 26 plm, a dywizji został podporządkowany 4 pułk lotnictwa myśliwskiego stacjonujący w Goleniowie.
Na podstawie rozkazu Nr 55/MON Ministra Obrony Narodowej z dnia 7 października 1963 dywizja przejęła dziedzictwo tradycji 3 Brandenburskiej Dywizji Lotnictwa Myśliwskiego. 250px|thumb|MiG-21 – samolot 3 DLM W 1964 pierwsza część personelu latającego i technicznego została przeszkolona na samolotach MiG-21. 4 i 40 plm otrzymały po jednej eskadrze tych samolotów i od 1 kwietnia 1965 roku rozpoczęto szkolenie na tym typie samolotu. Dywizja, jako jedna z pierwszych, eksploatując samoloty MiG-21, brała udział w prestiżowych pokazach i ćwiczeniach. Piloci dywizji jako pierwsi dokonali lądowania na Migach na autostradzie. Pierwszym pilotem, który tego dokonał, był kpt. pil.