В начале 1939 года КБ Поликарпова, Сухого и Яковлева решением правительства обязали разработать новый самолет-истребитель.

К тому времени возник еще один конструкторский коллектив, состоящий из специалистов Горбунова, Гудкова и Лавочкина. И поскольку в резюме НКАП предлагалось использовать при строительстве самолета самые простые, дешевые материалы, а КБ Горбунова как раз работало с деревянными конструкциями, то было решено включить его в конкурс наряду с другими конструкторскими бюро.

В то время группу Горбунова закрепили за авиазаводом №301 в подмосковных Химках, а его самого назначили начальником ОКБ завода №301. Таким образом, проект по созданию нового истребителя целиком перешел в производство ОКБ химкинского завода. С сентября 1939 года Горбунов был назначен руководителем работ по постройке боевого самолета. Под руководством В.П. Горбунова и был создан новый истребитель ЛаГГ-3.

Новая машина была цельнодеревянной конструкции и весила 2968 килограммов, что создавало проблемы балансировки между вооруженностью машины, ее силовыми характеристиками и летными качествами. Конструкторам приходилось постоянно думать о том, как уменьшить вес истребителя не в ущерб вооруженности, и как повысить скорость, не повышая мощности двигателя.

Первый эталонный образец самолета несмотря ни на что получился удачным и в марте 1940 года летчики-испытатели подняли машину в воздух. На тот момент истребитель ЛаГГ-3 имел двигатель М-105П мощностью 1050 л.с. с рядным расположением цилиндров. Для второго полетного образца этот двигатель уже был слабоват, и машину переориентировали на новый двигатель – М-105ТК-2.

Повторные испытания летом истребитель ЛаГГ-3 не выдержал. У него была чрезмерно высокая посадочная скорость, крайне неэффективное водное охлаждение двигателя, совершенно неприемлемый для воздушного боя обзор из кабины и слишком большая статическая нагрузка на шасси при взлете. Все недостатки пришлось устранять в срочном порядке, и в конце июля решением Совнаркома новый самолет-истребитель ЛаГГ-3 был запущен в серийное производство на Ленинградском авиазаводе №23.

«Благодаря» тяжелой деревянной конструкции истребитель ЛаГГ-3 был неповоротливым самолетом. Летчики неохотно вылетали на нем для выполнения боевого задания. Однако у него было одно неоспоримое преимущество – истребитель нес пять мощных огневых точек: пушку ВЯ-23, два тяжелых пулемета и два ШКАСа. Причем все пять стволов были компактно расположены очень близко к продольной оси самолета, и когда производился выстрел залпом, то получался сноп огня ужасающей силы, от которого противник был, мягко говоря, не в восторге.