Бойовий шлях почала у вересні 1942 на сталінградському напрямі. Діючи з 7 вересня у складі Сталінградського фронту, підтримувала його війська при обороні міста. У листопаді 1942 — січні 1943 брала участь у контрнаступі радянських військ під Сталінградом (19 листопада 1942 — 2 лютого 1943), повітряній блокаді оточеного угрупування противника і її розгромі.
З 1944 і до кінця війни армія послідовно входила до складу 1-го Білоруського фронту (з 24 лютого), Білоруського фронту 2-го формування (з 6 квітня), 1-го Білоруського фронту 2-го формування (з 16 квітня). У червні — липні 1944 брала участь в Білоруській стратегічній операції (23 червня — 29 серпня), в оточенні і розгромі великого угрупування протівника в районі Бобруйська. Не менш значну роль зіграла армія в оточенні, розгромі мінського угрупування противника та наступному переслідуванні його військ, що відходили.
У другій половині 1944 частини і з'єднання армії брали участь в звільненні східних районів Польщі; у січні — лютому 1945 в ході Варшавсько-Познанської операції (14 січня — 3 лютого) підтримували бойові дії військ фронту після опанування Варшави, в боротьбі за плацдарми на Одері.