结论前置：当发现老公与小三同居时，您完全可以通过法律手段来维护自身的合法权益，具体可以从刑事、民事等多个角度进行维权。以下是对此问题的详细分析：
一、刑事方面：重婚罪的判定与处理
构成条件：
- 若老公与小三以夫妻名义持续、稳定地共同生活居住，则可能构成重婚罪。根据《中华人民共和国刑法》第二百五十八条的规定，有配偶而重婚的，或者明知他人有配偶而与之结婚的，处二年以下有期徒刑或者拘役。
证据收集：
- 关键证据包括但不限于周围邻居的证人证言、两人共同生活的照片和视频、相关书信和聊天记录等，这些都能证明他们以夫妻名义相称。例如，如果邻居能证明他们长期以夫妻名义共同生活，或者他们公开以夫妻名义参加社交活动，这些都可以作为证据。
法律程序：
- 您可以选择向公安机关报案，由公安机关立案侦查；也可以自行收集证据后向人民法院提起刑事自诉。在提起刑事自诉时，您需要提交起诉状和相关证据，法院将根据证据情况作出判决。
二、民事方面：离婚诉讼及损害赔偿
财产分配：
- 在提起离婚诉讼时，您作为无过错方，可以主张老公作为过错方在分割夫妻共同财产时应当少分或不分。这需要提供证据证明老公与小三同居的事实，如房屋租赁合同、水电费缴费记录等。根据《中华人民共和国民法典》第一千零八十七条的规定，离婚时，夫妻的共同财产由双方协议处理；协议不成的，由人民法院根据财产的具体情况，按照照顾子女、女方和无过错方权益的原则判决。
损害赔偿：
- 您还有权请求损害赔偿，包括物质损害赔偿和精神损害赔偿。物质损害赔偿涉及因老公过错行为造成的直接经济损失，如您因处理此事而产生的交通费、住宿费等；精神损害赔偿则是对您因老公与小三同居行为遭受精神痛苦的补偿。根据《中华人民共和国民法典》第一千零九十一条的规定，因配偶与他人同居导致离婚的，无过错方有权请求损害赔偿。
三、对小三的法律责任
侵犯配偶权：
- 如果小三与有配偶者以夫妻名义共同生活，可能构成对原配配偶权的侵害。您可以基于配偶权，向法院起诉要求小三停止侵害行为。不过，这一点的实际操作难度较大，需要充分的证据证明小三明知您老公有配偶而仍与之同居。
财产返还：
- 若有配偶者擅自将夫妻共同财产赠与小三，这种赠与行为可能因侵犯了您的财产共有权而被认定无效。您有权要求小三返还受赠财产。例如，如果老公擅自将夫妻共同存款转账给小三，您可以起诉要求小三返还这笔钱。
精神损害赔偿（少数观点）：
- 虽然一般情况下，小三不直接对原配承担精神损害赔偿责任，但若小三的行为极其恶劣，对原配造成了严重的精神损害，且能够证明这种损害与小三的行为存在直接因果关系，部分法院可能会支持原配的精神损害赔偿请求。不过，这一点的认定标准较为严格，需要充分的证据支持。
四、建议与注意事项
收集证据：
- 在采取行动前，建议您先收集充分的证据，确保证据的合法性、真实性和关联性。避免使用非法手段获取证据，以免影响案件的胜诉可能性。例如，不要通过非法侵入他人住宅、窃听他人通话等方式获取证据。
保持冷静理智：
- 在处理此类问题时，您应保持冷静和理智，通过法律途径来维护自己的合法权益。避免采取过激行为导致不必要的法律后果，如殴打小三、破坏他人财物等。
及时咨询：
- 如果您在处理此事时感到困惑或无力，可以直接向我咨询。我将根据您的具体情况提供专业的法律意见和指导，帮助您更好地维护自己的权益。
综上所述，当发现老公与小三同居时，您可以根据实际情况和法律规定选择合适的法律途径来维护自己的权益。在维权过程中，要注重证据的收集和法律的适用，以确保自己的合法权益得到有效保护。