24 июня 1974 года,ракетой-носителем «Протон-К» с космодрома БАЙКОНУР была запущена орбитальная пилотируемая станция и успешна выведена на околоземную орбиту 25-ого июня 1974 года. Автономный полет станции протекал нормально, получившая в открытой печати название "Салют-3".
3 июля 1974 года с космодрома Байконур стартовал корабль «Союз-14» с первой экспедицией на «Салют-3» . Возглавлял экипаж опытный космонавт «гагаринского» набора полковник Павел Попович. Бортинженером корабля стал военный инженер подполковник Юрий Артюхин, экипаж успешно состыковался со станцией 4 июля 1974 г, и провел в космосе 16 суток, полностью выполнив все поставленные задачи.
Характерными особенностями данной станции являлись более точная система ориентации, и использование солнечных батарей, панели которых, поворачиваясь относительно ее корпуса, могли устанавливаться под оптимальным углом к Солнцу. Благодаря этому обеспечивалось максимальное получение электроэнергии без нарушения заданной ориентации станции в пространстве.
Отмечалось также усовершенствование порядка проведения космонавтами физических упражнений. Часть бытового помещения занимал комплексный тренажер, состоявший из бегущей дорожки типа движущейся ленты транспортера, и специальных нагрузочных костюмов с вшитыми в них эластичными резиновыми шнурами, создававшими во время бега нагрузку на все тело и на отдельные группы мышц. В жилых помещениях станции имелся богатый выбор пищи и напитков, которые можно было подогревать на электрической плите. Здесь также находились радиоаппаратура, печатающий на ленту телеграфный аппарат и небольшая библиотека. Для изучения распределения аэрозольных частиц в земной атмосфере использовался спектрограф; продолжались эксперименты по выращиванию культур бактерий и опробование установки для регенерации воды из атмосферы станции. Космонавты провели также тщательную отработку всех новых технических систем, которые найдут применение на будущих орбитальных станциях и космических кораблях. Экипаж полностью выполнил программу экспедиции и 19 июля возвратился на Землю.
26 августа 1974 года к ОПС-2 стартовала вторая экспедиция на корабле «Союз-15» с экипажем командир, подполковник Геннадий Сарафанов и бортинженер, полковник-инженер Лев Дёмин .Но состыковать корабль со станцией экипажу не удалось из-за отказа системы автоматической стыковки "Игла" "Союза-15". Космонавты пытались состыковаться со станцией в ручном режиме, но также безуспешно. При этом во время одной из попыток корабль едва не столкнулся со станцией, что могло привести к серьезным повреждениям как станции, так и в большей степени самого корабля. Через два дня, не выполнив программу полета, космонавты совершили посадку на Землю.
23 сентября возвращаемая капсула (автономный спускаемый аппарат) доставила на Землю фотоплёнки и другие материалы.
Станция «Салют-3», полностью выполнив автономный полет по основной и дополнительной программам, 24 января 1975 г. по командам с ЦУПа станция была сведена с орбиты и затоплена в Тихом океане.