Первые серийные самолеты были выкрашены в соответствии с указом НКАП от 23 мая 1940 года. Указ определял следующую схему окраски: верхние и боковые поверхности самолета окрашивали в зеленый цвет (защитный или светло-зеленый), а нижние поверхности покрывали светло-голубой краской. Для окраски самолетов с деревянной обшивкой использовались нитролаки (аэролаки) АII Св З (зеленый) и АII СВГ (светло-голубой). После высыхания лак образовывал блестящую поверхность, отражающую солнечные лучи. Такая окраска демаскировала самолет, что в мирное время не имело значения.
В августе 1940 года в НИИ ВВС исследовались различные схемы окраски самолетов. Камуфляжные схемы, разработанные для самолетов СБ, И-16 и И-153, включали от двух до пяти цветов.
По результатам испытаний в ноябре 1940 года предложенные схемы признали обязательными. Но промышленность не могла немедленно дать достаточное количество красок, которые по своим свойствам если не соответствовали, то хотя бы в достаточной степени приближались к новым требованиям. Армия требовала пигменты, которые имитировали бы естественный фон, образуемый растительностью, и были бы неотличимы от него не только в видимом диапазоне, но и в инфракрасном диапазоне, а также при применении светофильтров. При этом требовались краски разных оттенков, матовые и быстросохнущие. В течение долгого времени единственным доступным компромиссным решением были быстросохнущие эмали АМТ, которые появились в первой половине 1941 года.
Истребитель ЛаГГ-3 3-й производственной серии в разрезе. 1. Винт ВИШ-61П. 2. Выравнивающий бачок. 3. Бак гидравлической системы. 4. Климовский двигатель M-105П. 5. Пулемет ШКАС калибра 7,62 мм. 6. Гидроаккумулятор. 7. Пулемет БС калибра 12,7 мм. 8. Боекомплект пушки ШВАК. 9. Маслобак. 10. Прицел ПБП-1а. 11. Кресло пилота. 12. Аккумулятор 12А5. 13. Кислородный баллон. 14. Баллон со сжатым воздухом. 15. Отверстия для регулировки хвостового колеса. 16. Весовой балансир руля направления. 17. Триммер. 18. Навигационный огонь. 19. Хвостовое колесо. 20. Радиостанция РСИ-4. 21. Фотоаппарат АФА-1 (на разведывательных самолетах). 22. Регулируемый выпуск туннеля водяного радиатора. 23. Водяной радиатор. 24. 20-мм пушка ШВАК. 25. Топливный бак. 26. Боекомплект к пулемету БС. 27. Регулируемый выпуск канала маслорадиатора. 28. Маслорадиатор. 29. Трубка Вентури.
Летом 1941 года на заводе № 21 в Горьком на самолеты ЛаГГ-3 начали накладывать многоцветный камуфляж, состоящий из пятен следующих цветов: песочно-коричневого (умбра или охра), серого (мышиного), зеленого и черного. Этот камуфляж был разработан в НИИ ВВС в 1941 году. Нитроцеллюлозные лаки отличались большей матовостью по сравнению с прежними аэролаками АII. Камуфляж наносили уже после завершения сборки с помощью пульверизатора. Форма и расположение пятен определялись по эскизам, данным в трех проекциях. Данный камуфляж успели нанести только на 28 истребителей, среди которых оказался и самолет 3-й производственной серии (выпуск 10 июня 1941 года, заводской номер 3121376), который стал образцом для позднейших серий. 14 июля 1941 года во время скоростных испытаний этот самолет разбился.
По данным, предоставленным В. В. Чеботаревским, работавшим в годы войны в лаборатории красок и лаков Всесоюзного института авиационных материалов СССР, новый камуфляж был эффективен даже на малых расстояниях. Несмотря на это обстоятельство, все 28 самолетов были вскоре перекрашены по стандартной схеме. Вместо многоцветного камуфляжа они получили двухцветный стандартный камуфляж. В этом виде их и передали заказчику. 30 июня 1941 года появился приказ НКО СССР «О маскировке самолетов, взлетных полос, аэродромных сооружений». В приказе говорилось:
«1. К 20 июля 1941 г. силами авиачастей с привлечением работников авиамастерских произвести маскирующую окраску всех имеющихся самолетов согласно прилагаемой схеме окраски, за исключением нижней поверхности, которую оставить с прежней окраской.
2. К 10 июля 1941 г. произвести маскировку всех существующих взлетно-посадочных полос, бетонных рулежных дорожек и якорных стоянок самолетов применительно к фону окружающей местности.
3. К 1 июля 1941 г. произвести маскировку всех аэродромных сооружений применительно к фону местности.
4. К 1 июля 1941 г. замаскировать палатки в лагерях авиачастей.
5. На лагерных аэродромах самолеты располагать рассредоточенно под естественными и искусственными укрытиями, по окраинам летного поля, не допуская расстановки их по прямым линиям.
6. Ответственность за выполнение всех маскировочных мероприятий как по качеству, так и по срокам возлагаю на военные советы и персонально на командующих ВВС округов.
7. План мероприятий доложить 23 июня 1941 г.
О ходе окраски самолетов командующим ВВС округов докладывать ежедневно по ВЧ начальнику ГУ ВВС Красной Армии с 21 часа до 23 часов».
В тот же день командующий ВВС РККА генерал-лейтенант П. Ф. Жигарев подписал «Инструкцию о защитной окраске самолетов Красной Армии». Инструкция фактически состояла из четырех разных документов и цветной схемы камуфляжа. Сам камуфляж состоял из зеленого (защитного) фона и черных пятен на нем. Инструкцию следовало применять в отношении самолетов всех типов, прежде имевших разный камуфляж. Сделано было все для того, чтобы сократить расход красок и трудозатраты при перекрашивании самолетов. На зеленые самолеты наносили только черные пятна авиационным лаком АМТ-6, оставляя зеленый фон и светло-голубое днище, выполненные блестящими лаками АII. На новых самолетах уже вся окраска производилась матовыми лаками. Верхние и боковые поверхности покрывали зеленым (АМТ-4) и черным (АМТ-6) лаками, а нижние — светло-голубым лаком (АМТ-7).
Новый камуфляж потребовал изменить расположение опознавательных знаков. Звезды убрали с верхней стороны крыльев. С бортов фюзеляжа их перенесли на киль. На нижней стороне крыльев звезды остались на прежнем месте. Такая схема размещения опознавательных знаков встречается на множестве фотографий того времени. Но вскоре появилась новая схема, дополненная еще парой звезд по бортам фюзеляжа. Именно «шестизвездочная» схема оставалась основной вплоть до конца войны и позже.
Инструкцию направили в печать на второй день войны — 23 июня 1941, года. К изменениям в камуфляже вынуждала сама война. «Инструкция о защитной окраске самолетов ВВС РККА» не успела вовремя попасть во фронтовые части, поэтому предназначалась прежде всего для изготовителей самолетов.
Для промышленности руководящим документом было указание наркома оборонной промышленности от 20 июня 1941 года. Переход на двухцветный камуфляж планировался с 1 июля 1941 года. Исключение составлял завод № 153. Он находился слишком далеко на востоке, поэтому получил дополнительные две недели подготовки. Фактически распоряжение прибыло на предприятия уже после начала войны. Камуфляж наносили на самолеты и на фронте, но фронтовые механики какой-либо определенной схемы не придерживались, поэтому рисунок камуфляжа на боевых самолетах ограничивался лишь имеющимися красками и фантазией человека, камуфляж наносившего. Позднее ситуация стабилизировалась, удалось обеспечить следование стандартам. Но в это же время начала ощущаться нехватка нужных лаков. Например, ЛаГГ-3 № 273159, построенный заводом № 31, еще в апреле 1941 года, до июля летал в странном камуфляже. Основной зеленый цвет был нанесен на серебристый грунт АII Al. При этом зеленый пигмент лежал неравномерно, через него местами просвечивалась серебрянка. Самолеты, выпускавшиеся заводом № 31 до сентября 1941 года, несли звезды только на бортах фюзеляжа, но не на хвостовом оперении, что противоречило существующим требованиям. Завод № 21 проявлял большую производственную дисциплину (или лучше снабжался) и в начале июля 1941 года выпускал самолеты, окрашенные по правилам (впрочем, встречались и отступления). Так как на официальной схеме не было указано размеров, то никаких юридических оснований о несоблюдении правил не могло быть.