1994年11月30日，长征三号甲火箭成功地将中国新研制的东方红三号卫星送入预定轨道。

1997年5月12日，长征三号甲火箭第三次发射，成功将东方红三号卫星送入同步转移轨道。

从1997年6月起，长征三号甲连续五次成功地发射了五颗地球同步轨道（GTO）通讯卫星，发射成功率达到100%。

2004年1月23日，由国务院总理温家宝批准绕月探测工程项目正式立项，为工程配套的运载工具首选长征三号甲火箭。

2007年10月24日，长征三号甲遥十四火箭发射成功，将中国首颗探月卫星嫦娥一号送入预定轨道，拉开了中国人探索月球的大幕，首次实现零窗口发射。

2011年至2013年期间，长三甲系列火箭共完成26次发射。

2016年，长征三号甲运载火箭，成功将第22颗北斗导航卫星送入太空。

2022年9月15日至21日，全国科普日北京主场活动将在北京科学中心举行，在“光年深处”深空探索主题展上，一批珍贵的航天器实物将展出。其中，神舟十三号载人飞船返回舱自太空返回地球后首次面向公众展出，返回舱降落伞、长征三号甲运载火箭残骸也将一同登场。

2023年1月4日，用于长征三号甲系列运载火箭的上面级氢氧发动机完成高空模拟点火试车，发动机主级工作120秒后正常关机，试验取得圆满成功。

长征三号甲火箭的一、二级与长征三号的一、二级相同，三级则是新研制的大推力的液氢/液氧发动机，真空推力由长征三号的44.4千牛提高到158千牛，火箭的地球同步转移轨道运载能力提高到了2.65吨。除了具有二次启动能力、大推力三级发动机外，长征三号甲火箭还首次采用了四轴挠性惯性平台，火箭整体的综合技术水平有了大幅度的提高。

长征三号甲火箭主要有六个系统：1.箭体结构，是火箭的主体。2.控制系统，是火箭的大脑。由计算机、平台、分离机构等组成，由设计师事先设计好发射程序。3.动力系统，由发动机、燃料箱等组成，是火箭的动力源。4.遥测系统，是将工作参数和监测数据由无线电传回地面的系统。5.外侧安全系统，是火箭出现故障，地面无法操纵火箭的时候，进行空中自毁的系统。6.低温推进剂利用系统，是合理调控燃料混合比，有效利用燃料的系统。

一子级

一子级长26.972米，上部是装有液体四氧化二氮的氧化剂箱，下部是装有液体偏二甲肼的燃烧剂箱。一子级装配发动机是由四台推力为75吨的液体发动机并联而成。每台发动机的喷口可以在伺服机构的带动下单向摆动以控制火箭飞行的姿态，最大的摆动角为10度。

二子级

二子级长7.826米，上部是装有液体四氧化二氮的氧化剂箱，下部是装有液体偏二甲肼的燃烧剂箱。二子级装配有75吨推力的发动机（主发动机）和带四个小喷管、推力为4.8吨的游动发动机。主发动机喷管固定不动，游动发动机喷管可作单向摆动，最大摆角60度，以控制箭体飞行姿态。

三子级

三子级长8.835米，上部是装有液氢的燃烧剂箱，下部是装有液氧的氧化剂箱。三子级采用的是氢氧发动机，具有二次启动能力，由两独立的单管发动机并联而成，每台推力8吨，可在伺服机构的带动下双向摆动，最大综合摆角4度，控制三子级箭体飞行姿态。

整流罩

长征三号甲火箭的卫星整流罩由端头帽、前锥段、圆柱段和倒锥段组成。端头帽由玻璃钢纤维材料制成，具有良好的无线电透波性。前锥段和圆柱段是由金属蜂窝材料制成，倒锥段由化铣合金材料制成。如果需要，无线电透波窗口和操作窗口可以在柱段和前锥段上开口。长三甲火箭整流罩长8.887米，最大外直径3.35米，其静包络最大直径为3.0米。

星箭对接

长征三号甲火箭可以提供多种机械接口，卫星的下端框与火箭的有效载荷支架的上端框对接，通过包带来锁紧。

长征三号甲火箭全长52.52米，火箭直径、整流罩均超过长征三号，采用三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，第三级为液氢液氧燃料。第三级直径由2.25米增大到了3米，并增加贮箱长度，推进剂由8.2吨增加到17.6吨。整个起飞重量243吨，起飞推力300吨。该火箭继承了长征三号的成熟技术，采用了改进的液氢液氧第三级，其地球同步转移轨道（GTO）的运载能力有了很大的提高。

长征三号甲拥有更灵活先进的控制系统，可以在星箭分离前对有效载荷进行大姿态调姿定向，并提供可调整的卫星起旋速率，因而具有很强的适应性。

长征三号甲火箭的标准地球同步转移轨道（GTO）运载能力为2.65吨。标准的GTO参数及入轨精度如下表所列：

标准GTO参数表示的是在卫星与火箭分离时刻卫星所处轨道的参数。用户可以根据卫星的需要以及火箭运载能力选择不同的轨道。如果运载能力有剩余，长征三号甲火箭可以将卫星送入一个低倾角的轨道或是一个超同步转移轨道，卫星的在轨道寿命可以得到延长。长征三号甲运载火箭主要用于发射地球同步轨道有效载荷，同时兼顾低轨道（LEO）、太阳同步轨道（SSO）等其它轨道有效载荷的发射，也可进行一箭双星或多星的发射。

长征三号甲运载火箭可以将卫星送入地球同步转移轨道（GTO）。在执行一个典型的GTO任务时，长征三号甲火箭的一、二子级首先将卫星和三子级的组合体送入一个圆形的停泊轨道，然后三子级进行600多秒的滑行段飞行，在组合体在火箭控制系统的控制下进行再定向之后，三子级发动机再次点火将组合体送入目标GTO轨道，最后，三子级和卫星分离。

2007年6月被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。

长征三号甲火箭主要承担了风云气象卫星、北斗导航卫星和“嫦娥一号”月球探测器的发射任务，自1994年2月8日首次发射成功以来，至2016年5月发射成功率为100%。

由长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙火箭组成的长征三号甲系列火箭是中国高密度发射的主力火箭。

长征三号甲系列火箭，经过7次成功的飞行，已经证明其设计方案正确、性能优良、产品质量趋于稳定。但作为一种有前途的商用火箭，还必须不断完善其可靠性设计，严格生产过程的质量控制、以求不断提高火箭的可靠性和发射成功率。该系列火箭具有良好的发展潜力，对设计稍加改进，就可以派生出性能更好的运载火箭。例如：在长征三号乙的一级增加2个和完全相同的助推器，或将其现有的4个助推器加长1倍，其余部分基本不变，则可以形成标准GTO运载能力达6.5～7.0吨的新型火箭，这将进一步增强长征火箭在国际卫星发射市场上的竞争能力。长征三号甲系列运载火箭的前景看好。

长三甲系列火箭的发展模式是按照当初提出的“上改下捆、先改后捆”的技术途径实施的，体现了模块化、组合化与整体优化等先进设计理念。该发展思路对长三甲及其发展型火箭的形成和大型火箭的发展规划起到了重要的指导作用。长三甲系列火箭共同构成了当时中国很长时间内高轨道运载能力最大、适应性最强的运载火箭系列，其运载能力可以覆盖世界绝大多数应用卫星的质量，不仅显著地增强了中国火箭在国际商业卫星发射服务市场上的竞争能力，也为中国后续航天事业的发展创造了良好条件。长三甲系列火箭运载入轨精度高、适应能力强，其发射卫星的入轨精度与阿里安、宇宙神等世界上的名牌火箭相当，达到20世纪末及21世纪初世界一流水平。（中国运载火箭技术研究院、《导弹与航天运载技术》 评）