9-й ГвИАП участвовал в оборонительных боях под Сталинградом. Он прикрывал переправы через Волгу и железнодорожные узлы. 6 июля над станцией Россошь пара ЛаГГов-3 заметила группу вражеских бомбардировщиков. Советские пилоты атаковали. Немцы сбросили бомбы в поле и повернули назад. Вскоре удалось сбить замыкающий бомбардировщик. Старший лейтенант Череватенко ворвался в самый центр строя и атаковал ведущий самолет. Немецкие бортстрелки сконцентрировали огонь на советской машине. Правое крыло ЛаГГа-3 отлетело в сторону. Череватенко получил тяжелое ранение, но сумел покинуть падающий самолет и раскрыть парашют. Спустя два дня над Россошью разыгралось еще одно сражение. Семь ЛаГГов-3 отразили налет более сорока фашистских самолетов. Бомбардировщики противника шли под мощным истребительным прикрытием. Пять истребителей, ведомых командиром полка Шестаковым, устремилась в атаку с набором высоты, а пара ЛаГГ-3 выполняла роль прикрывающих.

Лейтенант Королев шел правым ведомым у командира группы и почти одновременно с ним открыл огонь по ведущему бомбардировщику, который тут же вспыхнул и пошел к земле. Набрав высоту и изготовившись к новой атаке, Королев заметил, как на самолет Шестакова пикируют два «мессершмитта». Это был излюбленный метод атаки врага, и его надо было упреждать, чтобы не допустить беды.

Круто взмыв вверх, Королев пошел в лобовую атаку. Приняв часть удара пулеметно-пушечного огня на себя, он сорвал атаку истребителей противника, заставив их резко отвалить в сторону.

Выходя из лобовой атаки, Королев почувствовал тряску двигателя. Достаточно было мгновенного взгляда на приборную доску, чтобы определить аварийную ситуацию.

Стрелка указателей температуры воды и масла дошла до упора, давление масла уже упало ниже допустимого, и винт не тянул.

Оставалось одно — идти на вынужденную посадку. Осмотрев местность и выбрав площадку, Королев, не выпуская шасси, сделал заход и посадил ЛаГГ-3 на фюзеляж. Как оказалось, это произошло в районе расположения наших войск.

12 июля истребители полка прикрывали переправу через Дон. Шестаков с 70 метров поразил Ju-88. Самолет загорелся и взорвался в воздухе над станцией Медово.

В 9-м ГвИАП начал свой боевой путь будущий дважды Герой Советского Союза А. В. Алелюхин. Многократно демонстрируя мастерство пилотажа и ведения боя, 10 августа лейтенант Алелюхин вел пятерку ЛаГГов-3 на перехват десяти Bf-109. В этом бою Алелюхин одержал две победы, не потеряв ни одной машины. Истребители ЛаГГ-3 отличились в боях за Кавказ и Крым. Приведем несколько примеров. В конце июля 1942 года старший сержант П. К. Бабайлов из 790-го ИАП вылетел отражать налет противника на аэродром в Грозном. Это был его первый боевой вылет. В завязавшемся бою старший сержант пулеметно-пушечным огнем сбил один «мессершмитт», а, израсходовав боеприпасы, винтом отрубил хвост у еще одного самолета противника. Совершив таран, Бабайлов сумел дотянуть до своего аэродрома. За ночь механики сумели починить воздушный винт и капот истребителя. На следующий день Бабайлов вылетел на новое задание и вернулся с третьей победой. Позднее, уже будучи лейтенантом и командиром эскадрильи, Бабайлов совершил еще один таран. Это произошло 21 октября над Керченским полуостровом в районе деревни Султановка. Пилот винтом отрубил хвост у Ju-88, а затем посадил свой поврежденный самолет в поле.

В середине 1942 г. количество ЛаГГ-3 и Як-1 на фронте было примерно одинаковым. При этом продолжалось перевооружение полков, летавших ранее на И-16 и МиГ-3. На Кавказе одним из первых ЛаГГи-3 получил 164-й ИАП. В этом полку начал свою карьеру будущий маршал авиации СССР Н. М. Скоморохов.

ЛаГГи-3 также находились на вооружении авиачастей Балтийского флота. В числе прочих ЛаГГи-3 получил 3-й ГвИАП, прежде летавший на «Харрикейнах». ЛаГГи выгодно отличались от лендлизовских машин. Именно на ЛаГГах балтийские пилоты одержали многие победы. Вспоминает Герой Советского Союза И. И. Цапов, летавший в 3-м ГвИАП: «14 февраля 1943 года моя шестерка ЛаГГов-3 вылетела на боевое дежурство. По радио получили указание направиться в район Синявских высот. Противник пытался там атаковать тремя группами Ju-87 и Ju-88 под прикрытием восьми истребителей Bf-109 и FW-190. Всего в воздухе находилось до 50 самолетов противника. Немецкие самолеты шли к линии фронта в район Колпино — Красный Бор — Степановка — Никольское. Мы атакуем с высоты и сбиваем три «юнкерса». Затем атакуем вторую и третью группы бомбардировщиков. Лобовая атака оказалась эффективной. Удалось полностью расстроить боевые порядки противника. Мы сбили несколько бомбардировщиков, остальные экипажи охватила паника. Немцы не ожидали столь рискованных действий с нашей стороны. Были сбиты восемь бомбардировщиков и один истребитель. Мы не потеряли ни одного самолета и в полном составе вернулись на аэродром».

В октябре 1942 г. в Тбилиси облегченные ЛаГГ-3 получили летчики 166-го ИАП, которым командовал майор С. С. Римша. Этот полк затем участвовал в боях в составе 166-й дивизии. В том же месяце стали осваивать новые истребители в 3-м ГвИАП ВВС Балтийского флота. 267-й ИАП начал переучиваться на ЛаГГ-3 в ноябре 1942 г. 3 марта 1943 г. полк получил приказ о перебазировании на аэродром Краснодар-Центральный, а спустя неделю уже открыл боевой счет. В тот день 2-я эскадрилья группой из восьми истребителей под командованием капитана Черкашина вылетела на сопровождение дюжины Ил-2 из 503-го ШАП, штурмовавших восточную окраину станицы Абинская. При подходе наших самолетов к цели две пары Bf-109, прорвавшиеся сквозь верхний ярус прикрытия, попытались атаковать штурмовики. Черкашин, находясь выше врага, развил большую скорость, атаковал и сбил при наборе высоты ведомого второй пары противника. После этого неприятель немедленно вышел из боя.