Это был свободнонесущий низкоплан, имевший гладкие обводы и убирающееся шасси с хвостовым колесом; он был уникален среди истребителей того времени, потому что имел цельнодеревянную конструкцию, за исключением имевших металлический каркас и полотняную обшивку рулевых поверхностей; фюзеляж, хвостовое оперение и крылья имели деревянную силовую конструкцию, к которой были прикреплены с помощью фенол-формальдегидной резины диагональные полосы фанеры.

Было построено более 6500 самолетов ЛаГГ-3, причем поздние варианты имели убирающееся хвостовое колесо и возможность переносить сбрасываемые топливные баки. Из вооружения устанавливалась 20-мм пушка, стрелявшая через втулку винта, два пулемета калибра 12,7 мм (0,5 дюйма), и подкрыльные крепления для неуправляемых ракет или легких бомб.

Вооружение серийных ЛаГГ-3 состояло из одной пушки ШВАК , одного-двух БС и двух ШКАС , еще подвешивались 6 снарядов РС-82. Были еще серийные самолеты с пушкой 37-мм Шпитального Ш-37 (1942 г.) и Нудельмана НС-37 (1943 г.). ЛаГГ-3 с пушкой Ш-37 называли "истребителем танков".