Se probó una versión más potente y con sobrecompresor del Klimov M-105.
La mejora fue escasa, y sin la alternativa de otra planta motriz, la única solución era aligerar el avión.
El equipo LaGG examinó nuevamente el diseño, y redujo lo más posible la estructura.
Con esta configuración el prototipo I-22 fue redesignado I-301 ordenándose su producción en serie como LaGG-3, modelo que reemplazó inmediatamente al LaGG-1.
El resultado aún no era suficientemente bueno, aunque se acercó en prestaciones y superó en maniobrabilidad a su rival, el alemán Messerschmitt Bf 109F.
El avión siguió siendo de baja calidad (como su predecesor el LaGG-1), circulando como broma las siglas LaGG como "Ataúd Lacado Garantizado" (Lakirovanny Garantirovanny Grob - лакированный гарантированный гроб).
El LaGG-3 fue mejorado durante su producción, dando como resultado 66 variantes menores en los 6.258 aviones que fueron construidos.
Algunos de los vehículos recibieron una cámara vertical ATA-1 instalada en el fuselaje trasero.
La reserva de combustible se redujo una vez más, a 260 kg (los tanques en voladizo fueron completamente abandonados).
Algunas máquinas recibieron la hélice VISH-105SV, que se transferirá por completo de la serie 33.
Debido a la falta de fiabilidad del Sh-37, fue reemplazado por el cañón Nudelman - Suranov NS-37 .
El avión recibió el nombre K-37, pero no entró en producción debido a la falta de capacidad de producción libre del sistema NKAP.
El radiador con una sección transversal aumentada, respectivamente, una entrada de aire más grande.
Referencia datos: Jane's Fighting Aircraft of World War II[4]