Весной 1945 года (видимо, в конце мая) 25 Як-3 поступили в 317-ю иад Московского истребительного корпуса ПВО и на 1 июня базировались, в частности, на аэродромах Клин (три машины в управлении дивизии и десять – в 562-м иап), Центральный аэродром Москвы (два самолета в 12-м гиап) и Алферьево (10 машин). На 1 декабря 1945 года в дивизии числилось 34 Як-3.
На 6 июня 1946 года в 736-м иап 317-й иад ПВО числилось десять машин. В связи с расформированием дивизии и полка все самолеты передали в 562-й иап.
Видимо, 317-я иад была единственной в ПВО, эксплуатировавшей Як-3, поскольку в списке боевого состава ИА ПВО в годы войны («Вестник противовоздушной обороны», № 4, 1991, с. 35) эти машины не упомянуты.
В 1943 году на серийных истребителях Як-9 выявился серьезный дефект. Из-за нарушения технологии производства на нескольких машинах в полете оторвалась фанерная обшивка крыла. Для устранения этого дефекта в воинские части командировали бригады рабочих завода № 166, и к началу Курской битвы все машины находились в строю. Но в следующем году с фронтов вновь стали поступать сообщения о срыве обшивки, правда на истребителях Як-3.
Первый случай срыва обшивки, как говорилось выше, был зафиксирован в июле 1944 года в 91-м иап в ходе войсковых испытаний. Сделала ли промышленность необходимые выводы – неизвестно, но в августе и осенью 1944 года произошло еще несколько подобных случаев.
Так, 26 октября в 8 км южнее аэродрома Ленка (в 27 км северо-восточнее Варшавы) потерпел катастрофу Як-3 № 1811, выпущенный 16 июня того же года заводом № 292. Самолет к тому времени налетал 30 часов. В тот день летчик 157-го истребительного авиационного Брестского Краснознаменного полка (командир – майор Зудилов) 234-й истребительной авиационной Мозырской дивизии 6-го иак младший лейтенант М. Д. Батов, будучи ведомым и выполняя учебно-боевой полет, сорвался в штопор. Расследование трагедии показало, что, вероятнее всего, произошел «обрыв обшивки и разрушение крыла».
Это подтверждалось случаями отрыва обшивки крыла в полку 24 октября на Як-3 младшего лейтенанта Афанасьева при выполнении учебно-боевого полета (на правой консоли крыла между 14-й и 18-й нервюрами и отставание обшивки от заднего левого лонжерона) и 26 октября на Як-3 лейтенанта Макштеева (срыв обшивки между 2-й и 17-й нервюрами).
27 ноября 1944-го в 4 км юго-восточнее аэродрома Вишнице потерпел катастрофу Як-3 № 4919, выпущенный 23 августа того же года Саратовским авиазаводом. Самолет к тому времени налетал 17 часов 25 минут. В тот день командир звена 402-го истребительного авиационного Севастопольского Краснознаменного полка (командир – майор Рубахин) 265-й истребительной авиационной Мелитопольской Краснознаменной ордена Суворова 2-й степени дивизии 3-го истребительного авиационного Никопольского корпуса (16-я ВА) лейтенант И. Т. Кружалин в паре с младшим лейтенантом Замно выполнял тренировочный полет по программе совершенствования свободных «охотников». По показаниям ведомого, на самолете Кружалина на скорости не более 300 км/ч разрушилось крыло с последующим переходом истребителя в левый штопор…
Расследование показало, что причиной катастрофы стал срыв обшивки с левой плоскости из-за недоброкачественной проклейки фанеры к нервюрам и малого прилегания фанерного покрытия к нервюрам в местах склейки.
Но лишь спустя месяц, 26 декабря, начальник отдела боевой подготовки управления 16-й ВА полковник Мыльников рекомендовал командиру 3-го иак «усилить контроль за состоянием обшивки плоскостей <…> Як-3. На всех самолетах произвести ремонт в полевых условиях по устранению заводского дефекта с перетяжкой всего покрытия, усилением нервюр и увеличением площади приклея».
12 февраля 1945 года на Як-3 началось перевооружение 611-го иап. Впоследствии летчик этого полка Н. Ф. Исаенко вспоминал:
«11 марта полк работал с полной нагрузкой. При этом довелось и мне испробовать силу Як-3 на «новинке» гитлеровцев.
Я возглавлял группу из четырех Як-3. Моим ведомым на этот раз летел майор П. М. Мошин. Ведущим второй пары был майор Чурилин, ведомым у него летел старший лейтенант Сошников. Появившиеся на встречном курсе шесть фашистских истребителей Ме-109G-12 напоролись на достаточно опытных летчиков.
Четыре «мессера» из шести шли на одной высоте с нами в боевом порядке «фронт». Пара «мессеров» прикрывала эту четверку, находясь метров на 300 выше. Для нас встреча была неожиданной, наша позиция – менее выгодной.
Я скомандовал разворот влево на 180 градусов «все вдруг», чтобы атаковать четверку «мессеров» с хвоста, но противник одновременно начал разворот вправо с набором высоты, чтобы встретить нас на вираже. Мы это поняли, тотчас прекратили разворот, повернули на прежний курс, увеличили скорость до максимальной и перевели «яки» в набор высоты. Так мы оказались в хвосте у закончивших разворот гитлеровцев, на крутой восходящей, «змейкой», настигли их и почти одновременно с дистанции 50–60 метров сбили три вражеских самолета из четырех.