Samoloty tej wersji różniły się wizualnie od standardowych Jaków-3 przesuniętą o 40 cm w tył kabiną pilota z bardziej opływową dłuższą owiewką oraz małym wlotem powietrza nad silnikiem, do chłodzenia świec zapłonowych, tuż za śmigłem (ich sylwetka była prawie identyczna do Jak-9U i Jak-9P).
Użycie Po raz pierwszy Jaki-3 zadebiutowały na froncie od 20 czerwca 1944, kiedy prowadzono ich wojskowe badania w 91 pułku myśliwskim w okolicach Lwowa. Według danych radzieckich, do 2 sierpnia pułk zestrzelił 14 myśliwców Bf 109 i 6 Fw 190A oraz trzy bombowce Ju 87, tracąc jedynie dwa samoloty w walkach i dalsze trzy od ognia przeciwlotniczego.
W miarę rozwoju produkcji, samoloty Jak-3 weszły na uzbrojenie radzieckiego lotnictwa, zamieniając wcześniejsze modele myśliwców. Szczególnie nadawały się do walki z myśliwcami wroga, natomiast z uwagi na mniejszy zasięg i długotrwałość lotu, w mniejszym stopniu nadawały się do patrolowania, eskorty bombowców i innych tego typu zadań.