Сформирован в апреле 1942 в Воронеже как 4-й тк.

Входил в состав ряда армий и фронтов, с января 1944 — в 6-ю (с сентября 1944 – 6-я гвардейская) ТА, Участвовал в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции, в Сталинградской битве, в Воронежско-Касторненской, Харьковских наступательной и оборонительной операциях, в Курской битве, освобождении Левобережной Украины, в Киевских наступательной и оборонительной Житомирско — Бердичевской, Корсунь-Шевченковской, Уманско-Ботошанской, Ясско-Кишинёвской, Дебреценской, Будапештской, Венской, Братиславско-Брновской (на завершающем её этапе), Пражской и Хингано-Мукденской наступательных операциях.

За боевые заслуги преобразован в 5-й гвардейской тк (февр. 1943), удостоен почётных наименований «Сталинградский» (янв. 1943) и «Киевский» (нояб. 1943), награждён орденами Ленина, Красного Знамени, Суворова 2-й степени, Кутузова 2-й степени; свыше 40 тыс. его воинов награждены орденами и медалями, 38 присвоено звание Героя Советского Союза.

Корпусом командовали: генерал-лейтенант танковых войск В. А. Мишулин (1942), генерал-майор танковых войск, с июня 1943 генерал-лейтенант танковых войск А. Г. Кравченко (1942 – 44), генерал-лейтенант танковых войск В. М. Алексеев (1944), генерал-майор танковых войск, с апреля 1945 генерал-лейтенант танковых войск М. И. Савельев (1944 – 45).