Однако позже нашлись другие технические решения, связанные с перекомпоновкой фюзеляжа, а точнее, с размещением масло- и водорадиатора в одной гондоле под фюзеляжем, с применением одностороннего (как на Як-1) всасывающего патрубка нагнетателя и изменением обводов капота мотора и подбором винта.
Чтобы компенсировать ухудшение характеристик на посадочных углах атаки, свойственное ламинарным крыльям, угол отклонения крыльевых щитков увеличили до 60 градусов.
В ходе проектирования из-за отсутствия ряда комплектующих изделий пришлось отказаться от электрификации машины, и суммарный выигрыш в весе ее конструкции от использования других технических решений оказался невелик. Поэтому пришлось вернуться к исходному крылу. В связи с тем, что положение силовых элементов крыла, центра тяжести, а также кинематика и размер шасси должны были остаться неизменными, несущая поверхность приобрела форму двойной трапеции (с наплывом в передней корневой части крыла). Эта часть крыла набиралась из модифицированных профилей ЦАГИ 160545, переходивших к концу наплыва в профиль ЦАГИ 150545 и к середине полуразмаха — в профиль ЦАГИ 14151. В процессе испытаний машины планировалась проверка возможности использования реакции выхлопа для увеличения максимальной скорости самолета, для чего изготовили второй комплект боковых капотов мотора с туннельными обтекателями выхлопных патрубков.
Машину изготовили, но достоверных сведений о ее полетах и дальнейшей судьбе пока не обнаружено.
В 1992 году на Оренбургском НПО «Стрела» приступили к выпуску реплики истребителя Як-3. В отличие от своих собратьев периода Великой Отечественной, самолет имеет цельнометаллическую конструкцию с элементами из композитных материалов. На реплике отсутствует теперь уже не нужное вооружение, а в качестве силовой установки использован американский двигатель V-1710 компании «Аллисон» с автоматическим винтом фирмы «Гамильтон стандарт» (Hamilton Standard), а также современное пилотажно-навигационное и радиотехническое оборудование. Самолет предназначен в основном для музеев и частных коллекционеров, а также для участия в различных авиашоу. По состоянию на сентябрь 2001 года выпущено 12 экземпляров машины.
Серийное производство Як-3 развернулось на заводе в Саратове по решению ГКО от 26 октября 1943 года, где он постепенно сменил Як-1. К тому времени предприятие накопило определенный опыт организации поточно-стендовой сборки Як-1, что послужило поводом по организации конвейерной сборки крыльев, каркасов фюзеляжей, топливных баков, предварительной и окончательной сборки Як-3, включая покраску, с принудительным ритмом движения по часовому графику, позволяя механизировать и автоматизировать все конвейерные линии и транспортные работы.
Изготовление шасси, стабилизаторов, килей, фонарей кабины пилота и других узлов также организовали на потоке по часовому графику. В связи с этим в агрегатно-сборочных цехах создали комплектный запас всех деталей, нормалей, узлов на шесть — восемь суток работы предприятия, а для внедрения неизбежных конструктивных изменений увеличили мощность опытного цеха, передав ему один из построенных самолетов.
Выпуск Як-3 этим методом обеспечил быстрое освоение закрепленного объема работ каждым рабочим, особенно молодыми, сократил трудоемкость их изготовления, производственные циклы, улучшил использование заводских площадей. Так, при изготовлении каркаса фюзеляжа трудоемкость сократилась на 41 %, количество производственных рабочих — на 30 %, вспомогательных — на 37 %, а цикл изготовления машины — на 43 %. Все это удалось внедрить к весне 1944 года. При этом Як-3 саратовского авиазавода были дешевле продукции, выпускавшейся в Тбилиси.
