Специально для производства FL.3 было образовано предприятие AVIA (Azionaria Vercellese Industrie Aeronautiche). Первый полёт прототип самолета совершил 6 ноября 1938 года. Во время испытаний в Верчелли присутствовал сам Муссолини, которому самолёт очень понравился.

FL.3 представлял собой низкоплан с консольным крылом и неубираемым шасси, оснащенный рядным двигателем Persy (45 л.с.) чехословацкого производства, который также устанавливался на самолёт Zlin XII. Летчик и пассажир в кабине размещались бок о бок. В 1939 году его цена составляла 55,000 итальянских лир: это был самый дешевый самолет из доступных, хорошо построенный и аэродинамически продуманный.

В конце 30-х годов в Италии стали проводить обновление парка самолетов.  С появлением новых скоростных истребителей стал вопрос о переподготовке летчиков летающих на старый машинах. ВВС Италии (Regia Aeronautica) заинтересовалось моделью самолета FL.3.

Хотя самолет первоначально задумывался как прогулочный, он показал требуемые характеристики и был прост у удобен в управлении. Фюзеляж самолета был цельнодеревянным с U-образным поперечным сечением. Конструкция серийных самолётов, получивших обозначение FL.3, практически не отличалась от прототипа. Исключение составил лишь двигатель, который заменили на итальянский CNA D IV (60 л.с.).

В 1939 году Regia Aeronautica заказали первую партию из 50 машин. в этом же году самолет был принят на вооружение. С некоторых самолетов снимались винты (но не моторы, которые необходимо было оставлять для сохранения центровки), после чего машины могли использоваться как учебные планеры.

Рядовые пилоты Королевских ВВС были далеко не в восторге от новой техники. Дело было не лётных характеристиках машины, а в её внешнем виде и несколько необычной компоновке. Отмечалось, что при посадке неопытный пилот мог задеть землю консолью крыла, выполнять фигуры высшего пилотажа на FL.3 было достаточно опасно, а кроме того, мощность двигателя была недостаточной. Вместе с тем FL.3 был легок в управлении и как нельзя лучше походил для начального обучения лётного состава. В ряде случаев полностью закрытая кабина пилота и курсанта "модернизировалась" путем демонтажа её открываемой части.

В сентябре 1941 года прибывавшая в Италии хорватская делегация высказала заинтересованность в приобретении небольшой партии FL.3 и в ноябре ей для демонстрационных полётов выделили один самолёт в регистрационным номером I-VERC. Официальный контракт был подписан 20 февраля 1943 года - в Хорватию надлежало отправить пять самолётов с открытой и пять с закрытой кабиной.

В скором времени FL.3 нашли себе применение в рядах Luftwaffe. После частичной оккупации Италии немецкое командование распорядилось перегнать все пригодные для дальнейшего использования самолёты в Германию - в числе прочей техники оказалось и 250 FL.3. Из этого количества 145 самолётов использовались в лётной школе в Вене (Австрия), а также в эскадрильях Fliegerschule FFS A/B 14 в Клагенфурте и A/B 2 в Страссбурге. В конце 1943 года часть самолётов передали Республике Сало, причем некоторые из FL.3 не имели двигателей и в дальнейшем использовались в качестве планеров или наглядных пособий.

Всего за годы войны было произведено более 400 экземпляров FL.3.  Иногда самолет использовался как пилотажный и в этом случае вторую кабину закрывали. После войны несколько десятков FL.3 были переданы в гражданские летные училища.

На основе серийных FL.3 было построено несколько опытных вариантов. В 1942 года появилась модификация оснащенная поплавками и опытный самолёт L4, оснащенный двигателем CNA мощностью 70 л.с. и двойным управлением. Планировалось, что максмальная скорость увеличится до 230 км\ч, а дальность до 1000 км, однако во время испытаний в Раймондо эти показатели достигнуты не были. Чуть позже появилась модификация FL.3C с улучшенной механизацией крыла - этот вариант оснащался закрылками типа Hanley-Page и элеронами типа Junkers. Самолёт проходил испытания в 1943 году, но так и остался на стадии прототипа.

В 1945 году после окончания войны серийный выпуск возобновился под маркой FL.3 Aviasterlet, уже с мотором Continental C-85 мощностью 85 л. с. В 1947 году фирма AVIA была поглощена группой "Lombardi", но производство самолетов F.L.3 продолжалось до 1948 года. Всего было собрано около 700 машин.

С 1946 года FL.3 принимали активное участие во всех воздушных праздниках и парадах, причем несколько самолётов было продано в Швейцарию, где они получили название "AVIA Starlet". Кроме того, с 1947 года в авиационной школе под Римом на FL.3 проходили обучение будущие пилоты ВВС Израиля. Большая часть самолётов этого типа была выведена из эксплуатации в середине 1950 годов, но отдельные экземпляры сохранились до настоящего времени.