כבר עם תחילת ייצורו היו מגרעותיו של ה-M3 ברורות, והיה ידוע שיש להחליפו במהרה. מקורו של הטנק במכרז ממשלתי אמריקאי לטנק בינוני שיהיה חמוש בתותח 75 מ"מ. דרישה זו עלתה בעקבות הבליצקריג הגרמני של 1939, שבמהלכו רמס צבא היבשה הגרמני את פולין. חוסר בצריח מתאים גרם לכך שעיצוב הטנק יהיה גרוע למדי. למרות זאת, עד הופעת טנקים טובים יותר היה ה-M3 האופציה היחידה שעמדה לרשות בנות הברית המערביות.
הטנק
ה־M3 תוכנן מראש כאמצעי ביניים. המכרז דרש תותח 75 מ"מ שאכן נכלל בטנק. התותח היה מצוין, טוב יותר ממרבית תותחי הטנקים הבינוניים בעולם בזמנו, אך דרך הצבתו בטנק פגעה באפשרויות השימוש בו לשימוש יעיל בלחימה מול טנקים: תותח ה־75 מ"מ הוצב בתובה עצמה, בצד ימין. המתלה שבו הוצב איפשר תזוזה של מעלות בודדות ימינה או שמאלה. דבר זה הקשה על כיוון התותח למטרה, שכן למעשה כל הטנק היה חייב להיות חשוף ומופנה למטרה. על מנת לפצות על כך הותקן צריח קטן עם תותח 37 מ"מ. צריח זה אומנם הסתובב ב־360 מעלות, אך הוא גם יצר שלושה חסרונות נוספים לטנק:
הצריח הביא את גובה הטנק ל־3.1 מטרים, גובה מופרז שהקשה על הסוואה והפך את הטנק לחשוף מאוד בקרב.
הצריח עצמו היה ממוגן באופן גרוע.
שני התותחים דרשו שני אנשי צוות נוספים (תותחן וטען), ומספר אנשי הצוות בטנק הגיע ל־7 (בהשוואה ל־4 או 5 בטנקים של אותה התקופה).
בנוסף לכל המגרעות האלה, מיגון הטנק היה דק ובנוי באופן גרוע, כאשר לוחות הפלדה היו ממוסמרים זה לזה ולא מרותכים. בסופו של דבר, היה מדובר בפתרון גרוע לבעיות של בעלות הברית.
למרות זאת, בשל המחסור בציוד ב־1940, הזמינו גם האמריקאים וגם הבריטים את הטנק.
שירות מבצעי
בשנים 1941–1942 היו הבריטים בצפון אפריקה עסוקים בלוחמה עיקשת מול קורפוס אפריקה של רומל. הטנקים הבריטיים שהיו בנמצא היו חמושים בתותח 40 מ"מ שהקשה עליהם בלחימה מול הפאנצרים הגרמניים. התותחים הבריטיים אומנם היו נחותים רק במעט לעומת התותחים הגרמניים, אך הטנקים הגרמניים היו לרוב מוגנים בשריון כבד יותר. כך קרה שאבדות הטנקים הבריטים היו גבוהות מאוד. טנקי ה־M3 נשלחו לשימוש הצבא הבריטי בצפון אפריקה והשתתפו לראשונה בלחימה משמעותית במאי 1942 בקרב גזאלה, כשהם זוכים למחמאות רבות מצוותי הטנקים הבריטיים אשר לראשונה זכו לטנק בעל עוצמת אש ואמינות בביצועים אל מול טנקי הפנצר 3 ו-4 הגרמניים. ה־M3 היה מסוגל להשמיד את הטנקים הגרמניים הבינוניים מטווח ארוך יחסית, ובכך פיצה באופן חלקי על חסרונותיו הברורים. כמו כן, לפגזיו היה יתרון גדול בכושר חומר נפץ מעולה.
עם המשך הייצור נבנו כמה תתי דגמים שונים, כאשר רובם נקראו בפי הבריטים "לי", וחלקם נקראו "גרנט". חלק ממגרעות הטנק שופרו, על ידי שימוש ביציקה לבניית הטנק במקום לוחות, או על ידי ריתוך במקום מיסמור. בחלק מהטנקים הותקנו צריחים בריטיים יצוקים, שהיו מוגנים בהרבה מהמקוריים. בנוסף הוסר בחלק מהטנקים צריחון המפקד שרק הוסיף לגובה והיה מיותר.
הטנקים שימשו גם את האמריקאים בצפון אפריקה, ובאוקיינוס השקט. מגרעותיהם הרבות, בנוסף לייצור ההמוני של השרמן העדיף בהרבה, הובילו להוצאתם משרות ביחידות קו ראשון.
רק"מ ייעודי על בסיס ה-M3 שכלל טנקי הנדסה, טנקי להביור ועוד שימש עד לסוף המלחמה.
טנקי ה־M3 שרתו אחרי המלחמה בכמה צבאות, כולל אוסטרליה וברזיל, אך הוחלפו ברגע שנמצא תקציב מתאים.
