Летичівський ліцей №3 розміщений в окремій типовій будівлі. Приміщення підведене до централізованих міських мереж холодного і гарячого водопостачання, каналізації, в ньому створені всі умови для отримання учнями відповідного рівня освіти. Матеріально-технічна база закладу та його навчально-методичне оснащення забезпечують здійснення навчально-виховного процесу на високому рівні. Усі учні 8-11-х класів закладу навчаються в одну зміну. Навчально-виховний процес відбувається за кабінетною системою. Навчальний заклад має актову залу, бібліотеку, архів, методичний кабінет, кабінет директора, заступників директора, приміщення для технічного персоналу, два гардероби, дві роздягальні в спортивному залі, навчально-дослідну ділянку, їдальню. Загальна площа приміщень, задіяних для проведення навчальних занять, становить 5258 м2, отже, забезпечення закладу необхідними навчальними площами становить 100 %. У закладі створено 24 начальних кабінети, що дає змогу забезпечити виконання інваріантної складової робочих навчальних планів у повному обсязі. Кожен навчальний кабінет має паспорт, у якому відображені загальні санітарно-гігієнічні умови приміщення кабінету, організація робочих місць, режим роботи, перелік методичної літератури, дидактичний та роздатковий матеріал, наочні посібники та технічне обладнання, постійні і змінні експозиції, систематизоване навчально-методичне забезпечення. Кабінети відповідають ДСанПіН та Положенню про навчальні кабінети загальноосвітніх навчальних закладів, яке затверджене наказом МОН України за № 601 від 20.07.2004 р., Положенню про навчальні кабінети з природничо-математичних предметів загальноосвітніх навчальних закладів, затвердженого наказом МОН України за № 1423 від 14 грудня 2012 року.
Естетичне оформлення приміщення Летичівського ліцею №3 здійснено відповідно до санітарно-гігієнічних вимог та витримано в єдиному стилі. Загальний стан будівель та приміщень закладу перебуває на високому та достатньому рівні. Навчальні кабінети обладнані відповідними меблями, комп’ютерною технікою. Заклад має потужний навчально-виховний комплекс, до складу якого входять актова зала, бібліотека, а також спортивна зала й спортивний майданчик (додаток 8), навчально-дослідна ділянка. Із 24 навчальних кабінетів 6 оснащені технічними засобами: 1 — інтерактивним комплексом, 6 — мультимедійними комплексами, 5 — комп’ютерами, усі кабінети підключено до мережі Інтернет. У навчальному процесі використовується 18 комп’ютерів, тобто в розрахунку це становить 9 учнів на один комп’ютер, 4 комп’ютери використовуються для адміністративної роботи. Усі комп’ютери мають доступ до Інтернету.