Сформирована в декабре 1941 г. на Западном фронте в составе 10 саперных бригад (с 31-й по 40-ю). Использовалась главным образом для обслуживания тыловых коммуникаций фронта. С февраля 1942 г. армия (без 35-й саперной бригады, переданной Северо-Западному фронту) восстанавливала Можайскую линию обороны.

В сентябре 1942 г. управление армии преобразовано в 33-е управление оборонительного строительства; 31, 32, 34, 36-я бригады подчинены непосредственно фронту, 33-я и 37-я — переформированы в специализированные, остальные расформированы.

Командующие: генерал-майор инженерных войск Воробьев М.П. (декабрь 1941 г. — март 1942 г.); полковник Косарев В.В. (март-май 1942 г.); генерал-майор инженерных войск Баранов Н.П. (июнь-август 1942 г.).