Та-3 в составе фронтовой авиации ВВС КА можно считать свободную «охоту» в тылу противника и в качестве мобильного противотанкового средства для действий на танкоопасных направлениях.
Поскольку в 1942 году был налажен выпуск ракетных бронебойных снарядов РБС-132 и осколочно-фугасных РОФС-132, то эффективность действий Та-3 по танкам повышалась за счет увеличения числа ракетных орудий – с 4 до 8–10. Эти снаряды обладали неплохими показателями рассеивания при стрельбе и, главное, значительно превосходили осколочные РС-82 и РС-132 по бронепробиваемости и фугасному действию. Боевая часть РБС-132 обеспечивала пробитие 75-мм танковой брони, а осколки РОФС-132 при разрыве вблизи танка на расстоянии 1 м от него (угол места 30°) пробивали броню толщиной до 15 мм.
Очевидный недостаток Та-3 – отсутствие бомбоотсеков, исключавший применение осколочных бомб небольшого калибра и ампул с зажигательной смесью в количестве, достаточном для надежного поражения танков, пехоты, артиллерии, автомашин, частично компенсировался путем использования многозамковых бомбодержателей, ампульно-бомбовых кассет БАС-1 и АБК-П-100, а также ротативно-рассеивающих бомб РРАБ-3.
Способность Та-3 бомбить большими калибрами (250–500 кг) с пикирования позволяла эффективно «работать» по крупным боевым кораблям и транспортам, оборонительным укреплениям и мостам, военно-морским базам. Значительная дальность полета вполне обеспечивала решение задач по дезорганизации перевозок морем и на суше, уничтожению авиации на удаленных от линии фронта аэродромах, авиационной поддержке фронтовых подвижных групп при их действии в тылу неприятеля, воздушному прикрытию морских конвоев и ведению глубинной разведки.
На флотах Та-3 заменили бы в штурмовых авиадивизиях самолеты Ил-2, летные и боевые данные которых не удовлетворяли требованиям при действиях на морских коммуникациях – недостаточная дальность полета, небольшой калибр бомб и пушек, нет возможности бомбить с пикирования под углом 50–60°.
Реальной перспективой улучшения летных данных могла стать установка на Та-3 серийных моторов М-82А и затем М-82ФН. Причем это было возможно сделать уже к лету 1942 года.
Однако организация серийного выпуска Та-3 в 1942 году с моторами М-82А была практически невозможна, так как это привело бы к некоторому снижению выпуска истребителей Ла-5. Пойти на такой шаг в то время просто не могли, хотя выпуск Та-3 даже небольшой серией в основном «закрывал» потребность ВВС КА и авиации ВМФ в самолетах многоцелевого назначения. Командованию ВВС КА, равно как и Государственному Комитету Обороны, было не до самолета нового типа, который к тому же не играл ключевой роли в составе боевых сил авиации.
Условия для запуска Та-3 в серию вполне сложились к осени 1943 года (превосходство в воздухе на главных операционных направлениях в целом завоевано советскими ВВС, вопрос количества боевых самолетов решен, подтверждалась потребность в тяжелых двухмоторных многоцелевых истребителях), но к этому времени ОКБ-483 год как расформировали, а сама машина утилизирована. Кроме