Тепловозы ЧМЭ3 стали одними из самых массовых локомотивов в постсоветском пространстве по нескольким причинам:

• Универсальность. 1 ЧМЭ3 подходит для решения широкого спектра задач, использовался для маневровых работ на станциях, а также для вывозных и горочных задач. 1
• Надёжность и неприхотливость в эксплуатации. 1 Тепловоз зарекомендовал себя как надёжный и простой в использовании, что сделало его выгодным решением для многих железных дорог. 1
• Экономичность и доступность запасных частей. 1 Это также способствовало популярности модели. 1
• Возможность выпуска под разные стандарты колеи. 3 Габариты тепловоза позволяли делать его под разные стандарты колеи без серьёзных изменений в дизайн корпуса. 3

Кроме того, тепловоз ЧМЭ3 был разработан на смену модели ЧМЭ2 с учётом возросших потребностей по массе поездов и маневровых составов в период заката паровозной тяги. 4