Истребители МиГ и Як имели традиционную для того времени смешанную конструкцию: дерево, металл, перкаль. ЛаГГ был выполнен цельнодеревянным, из так называемой «дельта-древесины» — древесины, пропитанной особыми смолами. Конструкция получилась более тяжелой, но и более прочной, более устойчивой к боевым повреждения и гораздо менее пожароопасной (дельта древесина не горела, а только обугливалась). Двигатель — мотор жидкостного охлаждения М-105П мощностью 1100 л.с. Первоначальный вариант вооружения включал 23-мм пушку МП-6 и два 12,7-мм пулемета УБ конструкции Березина. Прототип совершил первый полет в марте 1940 г., а в декабре уже началось серийное производство ЛаГГ-3. К началу вторжения немецко-фашистских агрессоров немногие строевые полки успели получить и освоить ЛаГГ-3. Государственные испытания истребителя ЛаГГ-3 закончились всего за несколько дней до начала войны, в строевых подразделениях самолетов этого типа было меньше всего, по разным оценкам от 29 до 75. В боях истребители этого типа стали применяться только с конца июля — начала августа 1941 г.
Первым ЛаГГи поступили на вооружение 19-го истребительного авиационного полка (ИАП) системы ПВО Ленинграда. Позже этот полк будет преобразован в 176-й гвардейский. Вторым и третьим полками, оседлавшими ЛаГГ, стали 157 и 24 ИАП, входившие в систему ПВО Москвы. Германия в 1940–1941 г.г. официально являлась дружественным СССР государством, в то время как на Дальнем Востоке со времен Халхин-Гола сохранялся очаг напряженности. Советское руководство не исключало крупномасштабной войны с Японией, поэтому большинство ЛаГГ-3 было направлено на Дальний Восток. В результате в составе ВВС западных военных округов 22 июня 1941 г. истребителей ЛаГГ-3 почти не имелось, но уже в июле они появились на фронте в ощутимом количестве. Новенькие, только с заводов, самолеты поступали для восполнения тяжелейших потерь, понесенных ВВС РККА в первые недели войны.
ЛаГГ-3 как истребитель оказался не адекватным. Прежде всего, самолет обладал недостаточной максимальной скоростью полета, величина которой к тому же снижалась от серии к серии. Снижение скоростных характеристик самолета связано с ухудшением технологической дисциплины на заводах и ростом массы вследствие установки бронеспинки, дополнительных топливных баков, радиостанции. На 50 % у серийных самолетов по сравнению с прототипом упала скороподъемность.
Все-таки основной вклад в снижение летных характеристик внесло производство. Совпало слишком много неблагоприятных факторов: эвакуация авиационных заводов на Восток, нехватка материалов, снижение квалификации рабочих. Очень часто отмечались такие дефекты как несоединенные трубопроводы. Отсутствие ряда болтов и заклепок, забытый в самолетах инструмент. Резко снизилось качество отделки внешних поверхностей планера, следствием чего стал рост лобового сопротивление и падение скорости полета. Управление истребителем было затяжелено, угловая скорость крена — явно недостаточна, на пикировании машина сильно вибрировала. Не все ладно обстояло и с моторами Климова. Они постоянно грелись и «плевались» маслом. Слой масла провоцировал налипание грязи на планер, что в еще большей степени увеличивало лобовое сопротивление. Масло на фонаре кабины ограничивало обзор летчику порой до такой степени, что тот ничего не мог увидеть в прицеле.
Даже чистый фонарь кабины был мутноват. Остекление изготавливалось из нитроцеллюлозы, которая теряла прозрачность под воздействием солнечных лучей. Неудивительно желание пилотов летать с открытыми фонарями кабины, а открытый фонарь вновь означает рост лобового сопротивление самолета и дальнейшее снижение скорости.
Хватало дефектов в гидросистеме истребителя, известны случаи самопроизвольной уборки опор шасси ЛаГГов на стоянках, или же шасси самопроизвольно выпускалось в полете.
Вооружение новых истребителей летчики оценивали очень неоднозначно. Опытные пилоты, пересевшие на ЛаГГи с вооруженных только пулеметами самолетов Поликарпова, приходили в восторг от 20-мм пушки, двух крупнокалиберных и двух 7,62-мм пулеметов. Однако, начиная с самолетов 8-й производственной серии, ШКАСы устанавливать перестали — вооружение было ослаблено.
Впрочем, многие летчики не особенно жалели о ШКАСах. Эти пулеметы с самого начала воины получили сомнительную славу гуманного оружия, пригодного только для повреждения окраски германских аэропланов. Реальным оружием считались пушки ШВАК и 12,7-мм пулеметы Березина.
Подобно большинству советских самолетов начала войны, ЛаГГи имели очень скромное радиооборудование. На многих самолетах стояли только радиоприемники, приемо-передающими радиостанциями оборудовались лишь машины командиров.