首架 MiG-3AM-38

与米格-3AM-35A 的后期型号相比，米格-3AM-38 的低空爬升率与其相当，但是高空爬升率却下降了很多，因此该机爬升到 5,000 米高度需要耗时 8 分钟。由于 AM-38 发动机功率比 AM-35A 提升 400 马力，但却保留了后者的散热器，因此造成了该发动机温度显著升高。8 月 12 日，试飞员 A·科柴科特科夫在驾机完成试飞后认为，必须要对该机进行一系列改进，否则将无法达到设计要求。于是米格-3AM-38 的发展就此停止。

米格-3M-82

在进行综合考虑之后，米格设计局后来决定为米格-3 更换先进的阿卡迪·施范特索夫 M-82 星形发动机。改装后的米格-3 被重新命名为米格-3M-82 或米格-9。在设计之初，设计局就将保持新机与米格-3 的通用性作为设计主导方针之一，因此米格-3M-82 保留了米格-3 的起落架、外翼和尾翼，只是对机翼中间部分和机体作了微小的改动。米高扬认为这样将会大大简化飞机投入量产的时间。1941 年 8 月 23 日，苏联空军科学研究院批准了米格-9 的设计方案，尽管米格-9 的低空性能略逊于米格-3AM-38，但是其爬升率和起落性能有了明显改善。米高扬还打算为该机加装两挺 12.7 毫米 UBS 机枪用于对地支援。这个建议很快引起了苏联军方的兴趣，因为尽管同样采用 M-82 发动机的苏-2 短程轰炸机已经试飞，但是军方对其并不很满意。

与此同时，M-82 发动机已经通过了国家验收，并在莫罗托夫建立起了生产线。1941 年底，在克服了设计局搬迁带来的巨大困难后，米格-9 终于在古比雪夫投产，因为厂房尚未建成，生产不得不在露天进行。第一飞机厂在搬迁的过程中还生产出了 27 架米格-3，这样整个 1941 年，米格-3 的产量达到了 4,100 架。1941 年 12 月 23 日，第一飞机厂接到了斯大林签署的命令，该命令要求立即停止米格机的生产，全力生产前线急需的伊尔-2 攻击机，米格-3M-82 的发展画上了句号。

米格-3M-82，代号 I-210