В течение первых двух-трех недель боев советские ВВС были разбиты и перешли к глухой обороне. Погибло множество опытных пилотов. У молодых же пилотов даже с летной подготовкой дело обстояло неважно, не говоря уже об умении вести бой. В качестве примера можно привести перелет 20 МиГов-3 из 49-го ИАП по маршруту Расскарово-Лебедин 13 сентября. На маршруте два самолета разбились и сгорели, пять совершили вынужденную посадку и капотировали, еще два получили при посадке меньшие повреждения. Немногочисленные разведывательные эскадрильи практически прекратили свое существование. Приходилось искать им замену. Для разведки привлекали истребители, обладавшие высокой скоростью и возможностью маневра. В начале августа для ВВС Западного фронта сформировали 38-ю отдельную разведывательную эскадрилью (РАЗ), насчитывавшую 16 самолетов: 4 Пе-2, 4 МиГ-3 и 8 ЛаГГ-3. В первые дни на фронте эскадрилья потеряла 2 Пе-2 и 2 МиГ-3. МиГи из 38-й РАЗ несли фотоаппараты, установленные в контейнере под фюзеляжем. Расположение фотоаппарата было неудобным, он находился в опасной близости от земли во время рулежки. Сам контейнер сильно нарушал аэродинамику самолета, значительно сокращая радиус действия. Пилоты также жаловались на плохой обзор вниз из кабины. Командир эскадрильи подполковник Малышев Предложил перенести камеру внутрь фюзеляжа и оснастить самолеты подвесными топливными баками. Первое предложение было реализовано, до реализации второго дело не дошло.
Летом 1941 года лучше других были оснащены полки, действовавшие в составе Южного фронта. На 17 июля 4-й ИАП насчитывал 10 боеспособных МиГов-3 и 13 нуждавшихся в ремонте. В 55-м ИАП было, соответственно, 16 и 3 МиГа-3, в 69-м ИАП оставалось только 2 исправных МиГа, а в 299-м ШАП -18 и 12. В 131-м ИАП было 4 исправных истребителя и один в ремонте.
23 июня в районе Кишинева произошел бой межу МиГами из 4-го ИАП и Bf 109 из Stab и II./JG 77. Двадцать немецких самолетов атаковали советский аэродром, уничтожив на нем восемь самолетов. В этот момент, МиГи, поднявшиеся в воздух, перехватили противника. Афанасий Карманов заявил три сбитых Bf 109. Одним из сбитых оказался фельдфебель Ганс Ильнер из 4./JG 77. Карманов уже собирался сесть на аэродроме Ревака, когда заметил четыре Bf 109 шедшие к советскому аэродрому. У советского пилота почти не оставалось бензина и патронов, но он атаковал противника, намереваясь нарушить его замыслы. В завязавшемся бою МиГ был сбит. Карманов покинул машину, но его парашют не раскрылся. По-видимому, Карманова сбил обер-лейтенант Курт Ласе из III./JG 77, это была его четвертая победа.
В тот же день А. Покрышкин заявил свою первую победу - Bf 109. Следующий «мессер» Покрышкин сбил 24 июня. По-видимому, его жертвой стал фельдфебель Отто Кёлер из II./JG 77, сбитый в районе, где Покрышкин вел бой.
В ночь с 24 на 25 июня ст. лейтенант Константин Оборин из 246-го ПАП в районе Одессы повредил винтом Не 111 из 4./KG 27. «Хейнкель» совершил вынужденную посадку, экипаж бомбардировщика почти тут же подобрал другой Не 111. Сам Оборин хотя и пережил таран, но получил ранение, от которого умер 18 августа.
25 июня произошло сражение между четырьмя Bf 109 из 11./JG 77, ведомыми обер-лейтенантом Вальтером Хёкнером, и МиГами из 55-го ИАП, сопровождавших двенадцать бомбардировщиков СБ. Сопровождение не справилось с поставленной задачей, в результате немцы заявили десять сбитых бомбардировщиков, в том числе Хёкнер заявил восемь.
МиГи-3 из 120-го ИЛИ (с марта 1942 года 12-й ГВИАП), входящего в систему ПВО Москвы.
В тот же день боевые действия начались на границе с Финляндией. На Карельском фронте МиГи-3 имелись в составе 7-го и 153-го ИАП, в общей сложности 105 самолетов.