名前の由来は、「勝利」を意味する「V」と、ライダー3号としての「3」を合わせている。

1号ライダーの技と2号ライダーの力を象徴するダブルタイフーンを装備し、ダブルライダーの変身ポーズを組み合わせたポーズと「変身！V3！」の掛け声で[注釈 2]ベルト中央の風車が回転し、風力を吸収することでベルト横のエナージ・コンバーターによってエネルギーに転換・蓄積され、人工筋肉を通じて供給され、各機能を起動させ、変身が完了する。変身所要時間は4秒。ただし、第1・2話ではポーズを取った後に胸の前で手を交差するアクションが加えられていた。戦闘開始時は左右の指先でそれぞれVと3の字を作りながら、右前腕を地面と垂直に立てつつ右手の甲を敵に向け、左手指先は右肘に当てながら左前腕を胸の前で水平に組んで、左右の前腕同士で90度に交差したラインを作るという独特のファイティング・ポーズを決めるのが通例であった。

V3は高い戦闘能力があり、1号・2号同様にジャンプ力とキック力が基本である。右側のタイフーンが1号の特性である技の能力を作動させ、左側のタイフーンが2号の特性である力の能力を作動させる。また、改造手術で組み込まれた多くの装置・ギミックや必殺技は「V3・26の秘密」と称されている。しかし、改造手術の直後にダブルライダーが姿を消したために多くの能力を知らないまま戦うことになった。そのため、初期は苦戦することも多かったが、特訓や怪人との戦闘を通じて「26の秘密」の一つ一つが解明され、戦力を向上させていった。26の秘密の半数程度は劇中未使用に終わっている。初披露されたのは2話でのテレパシー、最後に披露されたのは21話の細胞強化装置である。必殺技はV3キックおよびそのバリエーションが多く、きりもみキックや回転三段キックなど26の秘密以外の技も多用している。また、『仮面ライダー (スカイライダー)』では新たな技「空中四の字固め」を披露している。

また「4つの弱点」も存在している。劇中で確認されたのは「逆ダブルタイフーンを使うと3時間変身不能になる」ことのみである。残りの3つについては「V3バリヤーで耐えられる電圧は100万ボルトまで、砂地での戦いが苦手、深海1万メートル級の高圧力には耐えられない」との雑誌設定がある。一方で、総集編ビデオ『仮面ライダーメモリアル』では、「残り三つは明らかではない」旨が語られている。ただし、「砂地での戦いが苦手」という点は第3話劇中でイカファイアに指摘されており、実際に脚力を効率良く使えず苦戦する場面が描かれている。他の弱点としては第3話にてダブルタイフーンを塞がれると能力が低下することが暴かれ、一度敗北している他、強力な磁束を浴びると補助用電子頭脳に悪影響が出て活動力が低下する点が第13話劇中で明示されている。