Возглавив ООС Гражданского воздушного флота, Путилов организовал проверку возможностей применения контактной электросварки сталей. Освоение такой технологии соединения элементов конструкции было одним из главных условий достижения успеха применения сталей марки "Энерж" в самолетостроении. В начале 1930-х гг. коллективы заводов "Электросталь", "Серп и Молот" и "Электрозавод" освоили плавку, поковку, горячий и холодный прокат новых советских сталей марки "Энерж". Многочисленные испытания показали, что "Энерж" может стать основным конструкционным материалом для силовых элементов самолетов. Это позволяло увеличить сроки службы машин, уменьшить вес конструкции, несколько упростить технологию производства и сократить расход дюралюминия, который в те годы приходилось покупать за рубежом.

Первым реальным результатом работы ООС стал подкосный высокоплан "Сталь-2", закрытая кабина которого была рассчитана на пилота и пятерых пассажиров. Одновременно с доводкой "Сталь-2" для серийного производства конструкторы ООС начали проектирование нового самолета такой же схемы. Он проектировался под более мощный двигатель М-22 мощностью в 480 л.с.  Новый самолет, получивший обозначение "Сталь-3", совершил первый полет в 1933 г.

Крыло большой площади (34,8 квадратных метров) имело щелевые элероны и закрылки. Тормозные колеса закрывались обтекателями.  Благодаря всему этому "Сталь-3" при той же посадочной скорости развивал максимальную скорость до 240 км/час (на 40 км/час больше, чем "Сталь-2"), потолок увеличился до 6550 м, а дальность полета возросла до 960 км.  Весовая отдача - 41%. Вес пустого самолета -1672 кг, взлетный - 2817 кг.  

Серийных машин "Сталь-3" было сдано за 1935-1936 гг. 79 экземпляров. На некоторых самолетах был установлен двигатель М-17 (позже), но это особых преимуществ не дало. "Сталь-3" с успехом применялся на воздушных линиях до самой войны.