Základní technické údaje: Pe – 3

Typ: dvoumístný těžký stíhací letoun/stíhací bombardér, pohonná jednotka: dva motory M – 105RA o výkonu 1 100 HP, výkony: rychlost nad hladinou moře 444 km/h, ve výšce 5 000 m 535 km/h, stoupání do výšky 5 000 m/9min, dostup 8 800 m, dolet 2 150 km, hmotnost: prázdná 5 730 kg, plná 7 860 kg, rozměry: délka 12,66 m, rozpětí 17,13 m, výška 3,93 m, výzbroj: dva kulomety ŠKAS ráže 7,62 mm, dva kulomety BK ráže 12,7 mm a pumy různé hmotnosti na vnitřních a vnějších podvěsech celkem do 1 000 kg

Pe – 3 byl vyvinut v rekordním čase – za 4 dny. Reprezentoval stíhací variantu bombardéru Pe – 2. Když návrhářský tým vytvářel toto letadlo, mohl využít nápady použité v základním projektu Pe – 2 jako víceúčelového letounu. V souvislosti s novým účelem letadla, byla zvláštní pozornost věnována zvýšení doby letu a doletu. K dosažení požadovaného doletu 2 000 km musely být umístěny další palivové nádrže ve všech dostupných prázdných částech letadla. Za tímto účelem bylo dokonce nutné se vzdát střelce – radisty a palivové nádrže umístit na jeho místě.

Výsledkem bylo, že letecká posádka byla zredukována na dvě osoby. U varianty přepadového stíhacího letounu bylo křídlo vybaveno automatickými sloty na přední hraně křídla. Vzdušné brzdy, snižující rychlost střemhlavého letu byly odmontovány. Útočná výzbroj byla zesílena umístěním dvou kulometů BK ráže 12,7 mm v přední části letadla. Bombardovací vybavení bylo značně zjednodušeno. Průhledný kryt z plexiskla v přední části trupu byl nahrazen duralovým a později ocelovým, protože panel vyrobený z plexiskla nevydržel tlak plynů z hlavní a rozpadl se na kousky ( tento vnější znak odlišuje Pe – 3 od Pe – 2 ).

Byla vypracována i noční varianta Pe – 3, některé byly vybaveny 4 – cm světlomety umístěnými pod křídly nebo radiolokátory Gneis – 2. Letoun Pe – 3 byl hodnocen jako výtečný dálkový stíhací bombardér s velkým doletem. Bylo možné ho použít i jako přehradový a noční stíhací letoun. Předností bylo rovněž jednoduché a snadno osvojitelné ovládání. Naopak posádka si ztěžovala na absenci pancéřové ochrany v přední části letounu, slabou výzbroj a radiostanici. Pe – 3 měly rovněž nespolehlivé funkce některých elektromechanických zařízení a úplně chyběl radiokompas.