Maquette plastique MIKOYAN GUREVICH MIG-3.
Le Mikoyan-Gourevitch MiG-3 constitue, avec le Mikoyan-Gourevitch MiG-1, le premier avion conçu par le bureau d'étude des ingénieurs Artem Mikoyan et Mikhaïl Gourevitch. C'est pour la conception et la mise en production de cette famille de chasseurs soviétiques que fut formé le futur OKB MiG. Leur premier essai fut réussi car l'avion connut une production importante. Cependant, bien qu'il bénéficiât de grandes qualités, comme une vitesse de pointe élevée, sa conception en tant qu'intercepteur de haute altitude limita son emploi dans le contexte du front de l'Est où les combats aériens avaient le plus souvent lieu en dessous de cinq mille mètres. L'arrêt de la production de son moteur Mikouline AM-35 au profit du Mikouline Am-38 équipant alors le Iliouchine Il-2 entraîna l'arrêt de sa propre production.
À la fin de l'année 1939, l'usine aéronautique n°1 Aviakhim, près de Moscou, produit alors des avions Polikarpov I-15bis et Polikarpov I-153. Ces biplans de chasse sont dépassés par les dernières productions, en particulier allemandes comme le Messerschmitt Bf 109, considérablement plus rapides. Les difficultés de production du Yakovlev BB-22 placent l'équipe dirigeante de l'usine dans une situation délicate, car elle n'a pour l'instant pas d'avion moderne pouvant être mis en production de série rapidement. Deux solutions sont envisagées pour remédier à cette situation: la production du I-26, le futur Yakovlev Yak-1, mais aussi le projet I-200 du bureau Polikarpov qui, pourvu d'un moteur Mikouline AM-37, devrait présenter des caractéristiques encore supérieures, la vitesse maximale étant estimée à 670 kilomètres par heure. En outre, il apparut que l'avion serait plus adapté à la production dans l'usine que le modèle de Yakovlev et demanderait moins d'aménagements des installations, ce qui devrait permettre une mise en production de masse plus précoce.
Restait néanmoins à finir l'étude du modèle. Or le bureau de Polikarpov était occupé à fond sur le développement du I-180. L'usine devait donc s'en occuper seule et donc créer son propre bureau d'étude. Le directeur de l'usine P.A. Voronine, avec l'accord du commissaire du peuple à l'industrie aéronautique M.M. Kaganovitch, donna l'ordre de créer le 8 décembre 1939 un département d'étude indépendant (OKO) au sein de l'usine. La direction en était confié à Artem Mikoyan secondé par Mikhaïl Gourevitch et V.A. Romadine. Le bureau regroupant 70 spécialistes fut hâtivement organisé en deux jours. Le travail fut aussi mené de front avec les ingénieurs et techniciens de l'usine chargée de la mise en production future, de manière à avancer celle-ci autant que possible en tenant compte des possibilités de l'usine. Le résultat fut spectaculaire, le dessin approuvé le 25 décembre, le travail de conception terminé le 10 février 1940 et le premier prototype sortait de l'usine le 31 mars, pour effectuer son premier vol le 5 avril, moins de cent jours après le début de l'étude. Les essais d'usine démarrèrent aussitôt. Mais sans même en attendre les conclusions et encore moins celles des essais officiels, le 25 mai 1940, le I-200 est lancé en production de série en remplacement du Yakovlev BB-22 avec pour objectif d'en produire 125 avant la fin de l'année.
Lors du développement, les ingénieurs durent renoncer à utiliser le Mikouline AM-37 qui n'était pas encore au point et installer à sa place un AM-35A, moins puissant avec 1350 chevaux. Cependant, les prototypes allaient démontrer que les performances en avaient peu souffert. Le 24 mai, le premier, piloté par A.N. Ekatov, atteint 648,5 kilomètres par heure à 6900 mètres d'altitude et le deuxième atteindra 650 à 7000 mètres le 5 août, piloté par M.N. Yakouchine. Le 18 août, le premier prototype apparaît pour la première fois en public lors d'une parade à Tushino et, le 29, les deuxième et troisième sont remis à l'institut de recherche de la force aérienne pour y subir les tests officiels qui se terminent positivement le 12 septembre. La production commence et augmente rapidement. Elle atteindra 25 avions par jour au cours de l'année 1941. En récompense de son travail d'étude et industriel, le 31 décembre 1940, l'usine reçoit l'ordre de Lénine.
Les test officiels en septembre 1940 avaient néanmoins révélé quelques défauts de l'avion, en particulier un manque de stabilité longitudinale. L'équipe de Mikoyan y remédia très vite. Le quatrième prototype révisé vola dès le 29 octobre. La stabilité fut accrue en augmentant le dièdre de la voilure de 5° à 6°. Les problèmes de refroidissement furent corrigés par le remplacement du radiateur OP-229 par un OP-310 qui fut, de plus, légèrement avancé pour permettre l'installation d'un réservoir supplémentaire de 250 litres qui réglait l'autonomie jugée insuffisante. Pour conserver l'équilibrage, on dut alors allonger le berceau moteur et avancer le AM-35A et, du fait de l'augmentation de masse au décollage, les pneumatiques du train principal furent agrandis, passant de 600X180 à 650X200. Après cent MiG-1 produits, le 20 décembre, sortit d'usine le premier MiG-3 qui le remplaçait. Vingt autres allaient suivre avant la fin de l'année. Finalement, ce n'est pas ce prototype qui passa les essais officiels, entre 27 janvier et le 26 février 1941, mais deux exemplaires de série, les n°2107 et 2115, l'un deux atteignant à l'occasion la vitesse de 640 kilomètres par heures à une altitude de 7800 mètres. Un accident endeuilla finalement le développement de l'avion, le 13 mars, quand A.N.Ekatov à bord du n°2147, assommé à la suite d'une panne du compresseur, s'écrasa et se tua.
La production battait son plein, mais, parallèlement, de nombreuses améliorations de détail étaient appliquées directement sur la série à la suite des essais dans la soufflerie T-101 du TSAGI. À partir du 10 mai, la capacité du nouveau réservoir fut réduite à 140 litres pour éviter une diminution de la stabilité. Le 10 juillet apparaissaient des becs de bord d'attaque automatiques. Durant le dernier semestre de 1941 furent aussi introduits une variante du AM-35A entraînant non plus une VISH-22E, mais une AV-5L-123 et dont le rapport de réduction avait été ramené de 0,902 à 0,732, mais aussi des réservoirs supplémentaires externes, un nouveau capot moteur et un système d'extinction de feu par gaz inerte.
Autre domaine d'intense expérimentation, qui allait donner lieu à plusieurs variantes de l'avion. La première qui apparaît le 20 février 1941 rajoute deux mitrailleuses BK avec 145 coups montées en gondoles sous les ailes. Un total de 821 avions sera doté de cet armement. Le 20 septembre sort une version armée de deux mitrailleuses BS alimentées à 350 coups chacune. Sont aussi introduits les lanceurs ROB-82 avec trois rails pour des roquettes RS-82. Certains avions sont équipés d'une caméra AFA-I pour accomplir des missions de reconnaissance photographique. En octobre 1941, l'usine n°1 dut être évacuée sur Kouïbychev. La production devait y reprendre dès que possible, mais la VVS disposait de trois types de chasseurs, et le besoin d'avion d'attaque, appuyé par un télégramme de Staline en personne. Pour augmenter la production du moteur AM-38 du Il-2, celle du AM-35 dut être arrêtée, ce qui provoqua par contre coup l'arrêt de celle du chasseur MiG. Durant cette période, vingt-deux derniers avions furent fabriqués, tous pourvus de deux canons SVAK de 20 millimètres. Ils furent rejoints en avril 1942 par trente avions réalisés à partir de pièces restantes et qui posséderont aussi ce puissant armement. Au total, 100 MiG-1 et 3172 MiG-3 sont sortis des chaînes des usines n°1 et 155, entre 1940 et 1942.
Entre temps, l'avion avait connu le combat dès le déclenchement de l’opération Barbarossa, repérant une paire d’avions de reconnaissance Junkers Ju 86 allemands avant même le début des hostilités. Il est alors le chasseur moderne le plus courant au sein de la VVS, 1200 avions ayant été livrés, presque deux fois plus que de Yak-1 et LaGG-3. Cependant, comme les livraisons étaient très récentes, l'avion était encore peu connu de ses pilotes. Conçu comme un chasseur de haute altitude, il déçut en dessous de cinq mille mètres, sa vitesse et sa manœuvrabilité étant inférieures. Il finit donc par être retiré des unités de la FA, l'aviation du front, au printemps 1942. En revanche, il se révélera un chasseur remarquable pour le PVOS, l'aviation de défense aérienne, qui l'utilisa jusqu'à la fin de la guerre, le gardant en service en cannibalisant certains exemplaires pour trouver les pièces destinées à maintenir en vol les autres.