Wiosną 1939 została rozformowana 35 eskadra liniowa. Jej sprzęt trafił do innych jednostek, a personel zasilił pozostałe eskadry. Rozwiązaniu uległo dowództwo II dywizjonu liniowego, a 34 eskadra liniowa weszła w skład I dywizjonu liniowego. W dniach 24–25 sierpnia nastąpiła mobilizacja eskadr, a 3 pułk lotniczy został rozwiązany. Z dniem 25 sierpnia jego zadania przejęła Baza Lotnicza nr 3 dowodzona przez mjr. pil. Witolda Rutkowskiego. Personel rozformowanej w tym samym czasie 39 eskadry towarzyszącej przesunięty został do innych mobilizowanych eskadr pułku. Eskadry: 31, 32, 34 przemianowano na „rozpoznawcze”, natomiast 33 i 36 na „obserwacyjne”. Nazwy utrzymały 131 i 132 eskadry myśliwskie.
Dzień przed wybuchem II wojny światowej samoloty 3 pułku zostały przebazowane na lotnisko Lublinek i inne lotniska polowe. Pozostawiono tylko trzy samoloty myśliwskie typu PZL-11 dla osłony poznańskiego lotniskaLudwik Misiek, Lotnicze historie. wyd. „Edica” S.A., Poznań 2005, s. 13..
Struktura organizacyjna pułku