Tandis que Lombardi créait AVIA et demandait à l’ingénieur Gianini de CNA de concevoir un moteur adapté, le Ministère de l’Air italien avait lancé un concours destiné à équiper la fédération nationale aéronautique italienne (RUNA) d’un avion léger d’entrainement de base et de tourisme qui devait s’inscrire dans le nouveau schéma de formation des pilotes militaires. Comme dans d’autres pays, l’Italie souhaitait assurer la formation initiale de ses pilotes dans les clubs et donc limiter la formation en double commande dans les écoles militaires, équipées alors de Breda 25. En novembre 1938 le Géneral Zapelloni et le Lt Col Brach-Papa testèrent le L.3 et l’Inspection des Ecoles recommanda l’achat de 20 L.3 et 20 Cansa C.5 de présérie pour des essais comparatifs. Sans attendre les résultats de cette évaluation la DGCA passa commande de 50 L.3 de série en mars 1939. En août 1939 un L.3 à moteur CNA D IV fut livré à Guidonia pour essais officiels. En septembre 1939 le Général Zapelloni proposa que l’on commande 150 appareils supplémentaires, dont 100 à livrer avant fin décembre. Le 6 octobre la DGCA commanda 50 L.3 à AVIA et 100 à produire par Agusta. Courant novembre 40 appareils supplémentaires furent commandés à AVIA et 65 à produire par Cascina Costa. Une dernière commande notifiée le 15 décembre 1941 portera la production totale à 335 appareils, dont 5 machines civiles à cockpit fermé. Rebaptisé FL.3, le premier exemplaire de série fut livré à la Regia Aeronautica en mai 1940, le dernier en avril 1942, les avions militaires se distinguant par des saumons de voilure droits, une direction compensée aérodynamiquement et surtout un poste ouvert.
Début mai 1945 un FL.3 camouflé dans un hangar fut remonté par quelques employés d’Avia et Francis Lombardi obtint de l’officier britannique en charge du terrain de Vercelli de reprendre la construction de l’appareil en dérogation des conventions d’armistice. Une cinquantaine de FL.3 à cabine fermée furent donc encore produits jusqu’en 1947. Ces appareils permirent le redémarrage de l’aviation sportive en Italie. Certains appareils furent remotorisés avec un moteur Continental C65 provenant de Piper L-4 réformés, et un exemplaire reçut même un Walter Mikron III. Sous l’appellation Avia Starlet quelques appareils furent exportés en Suisse en 1946 et en 1947 une école de pilotage utilisant des FL.3 fut ouverte à Rome-Urbe pour former les pilotes de la toute jeune aviation israélienne.