Die S 3 wurde aus der S 2 entwickelt, welche die erste Lok mit der Achsfolge 2'B in Preußen war und ab 1891 versuchsweise auch mit Verbundtriebwerk gebaut wurde. Mit 1.027 Exemplaren wurde die S 3 zur am häufigsten gebauten Schnellzuglok Deutschlands.
Von der P 2 übernahm man den Kessel und das Triebwerk der Varianten mit Verbundzylindern. Anfangs verursachte diese Technik bei nur zwei Zylindern Probleme beim Anfahren, die jedoch mittlerweile behoben waren. Nun konnte Nutzen aus dem niedrigeren Dampfverbrauch gezogen werden. Als Tender kamen insgesamt vier verschiedene Modelle zum Einsatz, die drei oder vier Achsen hatten. Da nun längere Drehscheiben zur Verfügung standen, konnte der Radstand verlängert werden, was wiederum die Laufruhe verbesserte. Die Lok hatte eine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h und konnte in der Ebene mit einem 320 Tonnen schweren Schnellzug aus zehn Wagen noch 75 km/h erreichen.
Da sich die ab 1900 entwickelten Exemplare der S 5 mit vier Zylindern nicht bewähren konnten, entwickelte man eine verstärkte Variante der S 3 mit einem größeren Kessel und größeren Zylindern. Sie wurde ab 1911 als S 52 bezeichnet und 367 mal gebaut.
Durch die Anzahl von über 1.000 Stück kam die S 3 in allen Direktionen der Preußischen Staatsbahn zum Einsatz. Im Ersten Weltkrieg kam etwa ein Zehntel von ihnen nach Polen und Litauen, welche im Zweiten Weltkrieg zum Teil wieder zurück nach Deutschland kamen. Obwohl im Umzeichnungsplan der Reichsbahn von 1923 noch 451 Stück für die Baureihe 130 vorgesehen waren, wurden die meisten in dieser Zeit ausgemustert, weshalb 1925 bei der Umzeichnung nur noch 27 Stück vorhanden waren. Nach dem Krieg kamen von diesen und den aus dem Ausland zurückgekehrten noch einige Loks zur Reichsbahn in der DDR und eine einzige zur Bundesbahn, wo sie 1955 bzw. 1950 ausgemustert wurden.
