Но все было напрасно. «Врожденная» тяжесть конструкции и низкое качество производства на серийных заводах «съедали» все усилия разработчиков. Положение усугублялось еще и тем, что из-за прекращения с началом войны импортных поставок синтетических смол (заметим, что раньше они поступали в СССР из Германии) резко упало производство дельта-древесины. Довоенные запасы быстро иссякли, и с 1942 года этот материал пришлось заменять обычным деревом – сибирской сосной и березой. А значит, масса планера ЛаГГ-3 увеличилась еще больше. Прошедшие весной 1942-го в НИИ ВВС испытания одной из серийных машин, вооруженной только пушкой ШВАК и одним пулеметом БС, показали максимальную скорость всего 539 км/ч. Для тех времен это уже никуда не годилось. Тем не менее в 1942 году был выпущен 2771 ЛаГГ-3 в дополнение к 2463 экземплярам, построенным годом ранее.
Среди немногих положительных качеств ЛаГГ-3 отметим более высокую, чем у «яков», боевую живучесть и относительно низкую воспламеняемость при попаданиях, обусловленные повышенным запасом прочности планера и наличием системы заполнения бензобаков инертным газом. На «лаггах» такие системы монтировали с начала серийного выпуска, а на «яках» они появились только в конце 1942 года.
Кроме того, уже в 1941 году большинство ЛаГГ-3, в отличие от Як-1, комплектовалось радиоприемниками, а каждый десятый – передатчиком, качество работы которых, впрочем, оставляло желать лучшего.
Установка двигателя М-105ПФ позволила лишь ненамного повысить летные данные. ЛаГГ-3 с таким мотором показал на испытаниях скорость 507 км/ч у земли и 566 км/ч на высоте 3850 м. Взлетная масса машины с двумя бензобаками составляла 3160 кг.
Стало ясно, что в существующем виде истребитель бесперспективен, и при любых доработках он будет проигрывать «яку», оснащенному тем же двигателем. В апреле 1942 года вышел приказ о снятии ЛаГГ-3 с производства на крупном горьковском авиазаводе № 21 и переводе этого завода на постройку Як-7.
Спасти самолет помогла радикальная замена силовой установки. Чтобы привести летные данные в приемлемые рамки, требовалось резкое повышение его энерговооруженности. Такое повышение обеспечила установка С.А. Лавочкиным на самолет весьма удачного 14-цилиндрового двухрядного звездообразного мотора воздушного охлаждения М-82 мощностью 1700 л.с. на пятиминутном взлетном режиме (номинальная мощность у земли 1400 л.с.) и 1540 л.с. на высоте 2000 метров.
Надо заметить, что ранее подобный мотор пытались ставить и на Як-7, но из-за более слабой конструкции и слишком коротких стоек шасси яковлевской машины, не позволявших использовать винт необходимого диаметра, попытка оказалась неудачной. Иная картина получилась у Лавочкина. Тяжелый и мощный М-82 удачно вписался в облик истребителя, хотя поначалу никто не думал, что «лагг» когда-нибудь придется «скрещивать» с этим двигателем.
ЛаГГ-3 с М-82, в дальнейшем ненадолго переименованный в ЛаГГ-5, а затем – в Ла-5 (поскольку Горбунов и Гудков не принимали участия в его создании), проходил заводские летные испытания в марте – апреле 1942-го. При номинальном режиме работы мотора он развил скорость 531 км/ч у земли и 586 км/ч на высоте 3000 метров. В сравнении с ЛаГГ-3 данные сочли обнадеживающими, и самолет немедленно, уже в июне запустили в серию на том же 21-м заводе, который ранее планировали перепрофилировать под истребители Яковлева.
Производство ЛаГГ-3 сохранилось на тбилисском авиазаводе № 31, где имелось только деревообрабатывающее оборудование и соответствующие рабочие кадры. В 1943 году там собрали 1065 «лаггов» и в 1944-м – еще 229, после чего выпуск «утюгов» окончательно прекратился.
Первые серийные ЛаГГ-5 собирали на базе скопившихся на 21-м заводе частично готовых планеров ЛаГГ-3 с пятью бензобаками. Они поступили на фронт в сентябре 1942-го. Взлетная масса этих машин составляла 3370 кг, вооружение – две синхронные пушки ШВАК с боекомплектом 220 снарядов на ствол (масса секундного залпа 2,55 кг).