Na početku rata 3. armija je držala položaje u Galiciji, te je prema austrougarskom ratnom planu trebala sprječavati ruski prodor u Galiciju i Bukovinu. Na dijelu bojišta koji je držala 3. armija nisu se očekivale jače ruske snage, tako da je Brudermann kada je dobio vijest da je ruska vojska na njegovom dijelu bojišta prešla granicu, odlučio istu napasti. Napao je međutim, nadmoćne ruske snage, te je 3. armija u Bitci na Gnjiloj Lipi (26. kolovoza – 30. kolovoza 1914.) pretrpjela težak poraz. Zbog navedenog neuspjeha zapovjednik 3. armije Rudolf von Brudermann je smijenjen. Na mjestu zapovjednika zamijenio ga je general pješaštva Svetozar Borojević, dotadašnji zapovjednik VI. korpusa koji nakon preuzimanja zapovjedništva nije uspio spriječiti novi neuspjeh 3. armije u Bitci kod Rava-Ruske (2. rujna – 11. rujna 1914.). Nakon neuspjeha u Galicijskoj bitci, 3. armija u listopadu 1914. kreće u ofenzivu, te 10. listopada 1914. uspijeva nakratko probiti opsadu Przemysla. U prosincu 1914. armija uspješno odbija ruski napad usmjeren prema Krakowu u Bitci kod Limanowe (1. prosinca – 13. prosinca 1914.).
Treća armija u siječnju 1915. sudjeluje u Karpatskoj ofenzivi (23. siječnja – 15. travnja 1915.) sa ciljem deblokade Przemysla. Armija je 23. siječnja 1915. zajedno sa njemačkom Južnom armijom krenula u napad, ali je u teškim vremenskim uvjetima slabo napredovala. Ubrzo je ruska 8. armija krenula u protunapad, te je potisnula jedinice 3. armije koje su se našle u teškom položaju. Novi napad u Karpatima 3. armija je zajedno sa 2. armijom poduzela 27. veljače 1915. godine sa gotovo nikakvim rezultatima i velikim gubicima na obje strane. Rusi su nakon toga 20. ožujka krenuli u protuofenzivu kako bi 2. i 3. armiju potisnuli u Mađarsku. U tome su i uspjeli, te je 2. armija primorana da se povuče na mađarsku stranu Karpata, dok je 3. armija uspjela zadržati svoje položaje.
U svibnju 1915. 3. armija sudjeluje u ofenzivi Gorlice-Tarnow (1. svibnja – 18. rujna 1915.). U navedenoj ofenzivi jedinice 3. armije probijaju frontu koju je držala ruska 3.armija, te prodiru preko prijevoja Dukla. Tijekom ofenzive u rat na strani Antante je 23. svibnja ušla Italija, što je uzrokovalo da Svetozara Borojevića, koji je postao zapovjednikom 5. armije na Talijanskom bojištu, na mjestu zapovjednika 3. armija zamijeni general topništva Paul Puhallo. Puhallo je međutim, 3. armijom zapovijedao nešto više od mjesec dana jer je ista u lipnju uslijed reorganizacije rasformirana.
Treća armija je ponovno formirana početkom rujna 1915. u svrhu predstojećeg napada na Srbiju. Armija je ustrojena na osnovi jedinica Armijske grupe Tersztyanszky, te je njezinim zapovjednikom imenovan je general konjice Karl Tersztyanszky, dotadašnji zapovjednik navedene armijske grupe. Tersztyanszky je međutim, 3. armijom zapovijedao manje od mjesec dana. Smijenjen je 27. rujna 1915. nakon što je došao u sukob sa ugarskim civilnim vlastima oko zapošljavanja civilnih radnika na vojnim objektima. Na mjestu zapovjednika zamijenio ga je general pješaštva Hermann Kövess, dotadašnji zapovjednik XII. korpusa. Pod Kovessovim zapovjedništvom u sklopu Grupe armija Mackensen 3. armija sudjeluje u četvrtoj invaziji na Srbiju (5. listopada – 25. studenog 1915.). U navedenoj ofenzivi jedinice 3. armije 9. listopada zauzimaju Beograd i zajedno sa njemačkom 11. armijom prisiljavaju srpske snage na povlačenje. Nakon zauzimanja Srbije, 3. armija sudjeluje u napadu na Crnu Goru koja je ubrzo 23. siječnja 1916. kapitulirala. Nakon zauzimanja Crne Gore 3. armija ulazi prodire u Albaniju, te do kraja veljače zauzima Skadar i Drač.
Krajem ožujka 1916. 3. armija je premještena na Talijansko bojište kako bi sudjelovala u Tirolskoj ofenzivi (15. svibnja – 10. lipnja 1916.). Armija ulazi u sastav Grupe armija nadvojvoda Eugen, te je se na početku ofenzive sastojala od tri korpusa i to I korpusa, XVII. korpusa i XXI. korpusa. Na početku ofenzive jedinice 3. armije su napredovale, te 28. svibnja zauzimaju Asiago. Međutim, zbog sve većeg talijanskog otpora 3. armija je 10. lipnja bila prisiljena zaustaviti se kako bi sačekala pojačanja, te nakon toga ponovno krenula u napad. Do novog napada međutim nije došlo jer je 4. lipnja počela Brusilovljeva ofenziva (4. lipnja – 20. rujna 1916.). Treća armija je zbog zaustavljanja navedene ruske ofenzive sredinom srpnja 1916. premještena na Istočnom bojište i to na dio bojišta između njemačke Južne armije i austrougarske 7. armije. Armija je uspjela zaustaviti napad ruske 9. armije pod zapovjedništvom Platona Lečickog, te u listopadu prijeći u protuofenzivu u kojoj je povratila položaje koji su izgubljeni u Brusilovljevoj ofenzivi.
U srpnju 1917. 3. armija je napadnuta od nadmoćnih ruskih snaga u Kerenskijevoj ofenzivi (1. srpnja – 10. srpnja 1917.). Armija je u ruskoj ofenzivi napadnuta od strane ruske 8. armije pod zapovjedništvom Lavra Kornilova, te je primorana da se povuče iza rijeke Lomnice nakon čega je zapovjednik 3. armije Karl Tersztyanszky smijenjen. Na mjestu zapovjednika zamijenio ga je general pukovnik Karl Kritek.
Nakon što se u Kerenskijevoj ofenzivi 3. armija morala povući 20-ak km, jedinice 3. armije kreću u protuofenzivu, te u protunapadu 3. armija zajedno sa njemačkom Južnom armijom vraća izgubljeni teritorij i oslobađa Bukovinu. Treća armija rasformirana je u siječnju 1918. kada su njene jedinice reorganizacijom pripojene 7. armiji.
44. landverska divizija (podmrš. Tschurtschenthaler von Helmheim)
Pod neposrednim armijskim zapovjedništvom
41. honvedska divizija (podmrš. Nikić)
23. honvedska divizija (podmrš. Daempf)
4. konjička divizija (genboj. Zaremba)
2. konjička divizija (podmrš. Ziegler)
11. honvedska konjička divizija (genboj. Nagy von Töbör-Éthe)Karl Tersztyanszky, zapovjednik 3. armije tijekom rujna 1915., te od ožujka do srpnja 1917.
Petar Tomac, Prvi svetski rat 1914-1918, Vojnoizdavački zavod, Beograd, 1973. John Ellis, Michael Cox, The World War I Databook, Aurum Press Ltd. 2001. Pétér Jung, The Austro-Hungarian Forces in World War I (1) 1914-16, Osprey Publishing Ltd, 2003. Pétér Jung, The Austro-Hungarian Forces in World War I (2) 1916-18, Osprey Publishing Ltd, 2003. Osterreich-Ungarns Letzter Krieg 1914-1918, Edmund Glaise-Horstenau, Austrian Militarwissenschaftlichen Mitteilungen, Beč, 1931.