Два первые прототипа были целиком выкрашены серебряной краской. Самолет И-200 № 1 нес на борту изображение красной молнии. Третий прототип, все серийные МиГи-1, четвертый прототип и все серийные МиГи-3 окрашивались по общей схеме.

Верх и борта фюзеляжа, а также верхняя сторона крыла окрашивались оливково-зеленой краской. Деревянная и матерчатая обшивка покрывалась полуматовым масляным лаком АМТ-4 (FS 24102). Металлические элементы покрывались матовым нитроцеллюлозным лаком А-24м (FS 34102 или FS 34098.

Поскольку МиГи выпускались параллельно с И-153, их могли красить красками с теми же обозначениями, но более светлыми, шедшими для «Чаек» (FS 24151 и FS 34151). При использовании более светлых красок становилась заметной разница между деревянными и металлическими деталями. Нельзя исключить и возможность использования нитроцеллюлозного лака А-П, по оттенку близкого к FS 34095. Нижние поверхности красили серо-голубой краской АМТ-7 (FS 25190), для металлических частей также применялась зеленовато-голубая краска А-28м (FS 34533). Возможно было также использование светло-голубой краски А-18ф или А-П (FS 35526).

Поверхности кабины пилота были стального или серого цвета. Приборная доска всегда серая. Колесные ниши окрашивали серой краской АЕ-9.

Винт первоначально оставался неокрашенным, металлического цвета. Треть лопасти, ближняя к валу, покрывалась тем же лаком, что и фюзеляж. У части самолетов передняя поверхность пропеллера оставалась полностью неокрашенной, а заднюю поверхность покрывали черным лаком. Этот способ окраски сохранялся до конца серийного производства, хотя у части поздних машин винт целиком окрашивали в черный цвет (краска А-28м).

В ходе боевых действий распространение получил двухцветный камуфляж, деформирующий силуэт самолета. Камуфляж получали, нанося на поверхности пятна черного цвета: АМТ-6 (FS 27038) на деревянные и тканевые поверхности, или А-26м (FS 37038) на металлические поверхности. Границы черных пятен были четкие или размытые. В зависимости от толщины черного слоя получались пятна от густого черного до темно-зеленого цвета.

В полевых условиях самолеты получали камуфляж из доступных цветов. В 1942 году в ходе боевых действий в Крыму и на юге Украины на самолеты наносили пятна песочного или светло-коричневого цвета. Иногда самолеты камуфлировали «под итальянцев», нанося на них мелкие светло-коричневые пятна. В зимний период самолеты покрывали белой краской. Известно два варианта зимнего камуфляжа.

Если самолет покрывали смываемой мелово-казеиновой краской МА-7, то очень скоро через нее начинал проглядывать оригинальный зеленый камуфляж. Самолеты, выпускавшиеся зимой, с самого начала покрывались белым лаком, который был гораздо устойчивее. Иногда белой краской покрывали только часть планера самолета.

Сообщения о том, что наружные части крыльев окрашивали в красный цвет, не получили документального подтверждения. Скорее всего, поводом к таким сообщениям послужил неверный анализ черно-белых снимков, на которых темно-зеленый цвет легко спутать с красным. В 6-м ИАК ПВО распространено было правило окраски нижней стороны консолей в белый цвет.

Красные звезды первоначально наносили на обе стороны крыла и по бокам фюзеляжа. С 22 июня 1941 года звезды на верхней стороне крыла часто закрашивали, в то же время звезды появились на киле. Часто звезда имела тонкий черный кант. На МиГах-3, летавших в 1941-42 гг. встречаются нетипичные фюзеляжные звезды с белым кантом.

Внешне исправный МиГ-3, брошенный на литовском аэродроме.

Для МиГов война началась чуть раньше официальной даты. 10 апреля три МиГа, дислоцированные в Ковно, попытались перехватить немецкого разведчика, шедшего на большой высоте. Все три пилота слишком резко набирали высоту, в результате свалились в штопор. Присланный из НИИ ВВС инспектор Кочетков установил, что пилоты никогда прежде не летали в подобных условиях и не имели каких-либо инструкций относительно полетов на МиГах-3.

15 апреля 1941 года в районе Ровно вынужденную посадку совершил немецкий разведывательный самолет Ju 86Р-1 с гражданским регистрационным номером D-APEW. По некоторым данным «Юнкере» был атакован МиГом-3, который сумел повредить двигатель разведчика. В тот же день в районе Винницы сел из-за плохих погодных условий разведывательный Ju 88 из 4. (F)Ob.d.L. Это были два из зарегистрированных 152 нарушений немецкой авиацией советского воздушного пространства. Но они вызвали резкое ухудшение советско-германских отношений.

Чтобы исправить ситуацию в мае в Москву пригласили немецкую военную делегацию во главе с полковником Г. Ашенбреннером, военным атташе в Москве.

Делегация осмотрела несколько объектов, в том числе завод № 1. Ашенбреннеру показали не только сборочную линию, но и два аэродрома с новыми самолетами. На делегацию это произвело большое впечатление.

Элегантный силуэт МиГа как нельзя лучше подходил для подобных демонстраций. Говорят, что Микоян сказал Ашенбреннеру: «Сегодня мы показали вам, что выпускаем и что у нас есть. Тот, кто попробует на нас напасть, будет уничтожен».