21 октября 1969 года на космодроме Плесецк прошел первый пуск ракеты-носителя «Космос-3М», сборки омского ПО «Полет». Именно эта ракета на долгие годы стала космической визиткой предприятия.  

В конце 1968 года в КБ предприятия были переданы документация и право на авторское сопровождение производства ракеты «Космос-3М». В это же время ПО «Полет» приступило к серийному выпуску. Начиная с середины 1970-х годов, предприятие в год изготавливало около 40 ракет. Всего за 40 лет на «Полет» выпущено 768 ракет-носителей «Космос-3М», со стартовых комплексов в Плесецке и на полигоне Капустин Яр запущено 756 из них.

«Космос-3М» вывела на орбиты около 400 космических аппаратов, из них около 200 полетовской разработки и сборки. С 1995 года ракета стала полноправным участником международного рынка космических услуг – за это время на запущены 33 космических аппарата.

Отличительная особенность полетовской ракеты «Космос-3М» является непревзойденный коэффициент надежности в своем легком классе – 0,97. По статистике безаварийной работы «Космос-3М» сравним только с РН «Союз» (ракетой среднего класса). Залог такой успешной работы и в конструктивных особенностях ракеты, и в профессионализме «полетовцев».

В настоящее время ПО «Полет» с использованием запаса ракет-носителей «Космос-3М» осуществляет запуски космических аппаратов. Последний пуск ракеты состоялся 21 июля 2009 года, когда ракета вывела на орбиту малый космический аппарат «Стерх».