Самолет МиГ-3 широко использовался как скоростной и высотный истребитель во время Великой Отечественной войны для противовоздушной обороны Москвы, Ленинграда и других городов. К декабрю 1941 года истребители МиГ-3 составляли более трети самолетного парка советской ПВО, но после прекращения производства машины их число постепенно стало снижаться. Тем не менее они активно применялись при отражении вражеских налетов на тыловые города в 1942-1943 годах. Последние МиГи были списаны из-за износа и отсутствия запчастей в июне 1944-го. Согласно официальным советским данным, пилоты МиГ-3 из частей ПВО за годы войны сбили 710 вражеских самолетов, 43 из них — ночью. Это наивысший результат из всех типов самолетов, когда-либо служивших в нашей противовоздушной обороне.
Во второй половине 1930-х годов в жизни «короля истребителей» Н.Н. Поликарпова наступили тяжелые времена. Сначала военные забраковали его самолет И-17, потом один за другим разбились несколько прототипов следующего поликарповского истребителя И-180. И хотя вины конструктора в авариях не было (скорее, их можно объяснить неудачным стечением обстоятельств), они серьезно подорвали доверие как к самой машине, так и к ее создателю. Но Поликарпов не сдавался. В 1939 году у него появилась идея — разработать на базе нового двигателя Микулина АМ-35 скоростной и высотный истребитель-перехватчик с характеристиками, намного превосходящими все отечественные и зарубежные аналоги. АМ-35 развивал максимальную мощность на высоте более шести километров, тогда как предыдущие советские авиационные моторы достигали пика своих возможностей на высотах порядка 4-5 км. Но именно на больших высотах, где меньше плотность атмосферы, а соответственно — ниже сопротивление воздуха, самолету проще достичь высоких скоростей.
