Сформирована 9 декабря 1942 г. на основании директивы Ставки ВГК от 8 декабря 1942 г. в резерве Ставки ВГК на базе 10-й резервной армии. Первоначально в нее входили 87, 300 и 315-я стрелковые дивизии, 4-й механизированный и 7-й танковый корпуса, ряд артиллерийских и других частей. В составе Сталинградского фронта 2-го формирования, с 26 декабря 1942 г. Юго-Западного фронта участвовала в разгроме тормосинской группировки противника. В составе Южного фронта 2-го формирования (с 3 января 1943 г.), 4-го Украинского фронта принимала участие в Ростовской наступательной операции, обороняла рубеж на р. Миус, участвовала в Донбасской стратегической и Мелитопольской наступательных операциях. В 1944 г. в составе 3-го Украинского фронта (с 29 февраля) армия участвовала в освобождении Правобережной Украины и в Ясско-Кишиневской стратегической операции. В начале сентября выведена в резерв Ставки ВГК, передислоцирована в район Ковеля и 30 октября включена в состав 1-го Белорусского фронта 2-го формирования. В 1945 г. участвовала в Варшавско-Познанской и Берлинской стратегической наступательных операциях.

В декабре 1946 г. 5-я ударная армия расформирована.

Командующие: генерал-лейтенант Попов М.М. (декабрь 1942 г.); генерал-лейтенант, с сентября 1943 г. генерал-полковник Цветаев В.Д.(декабрь 1942 г. — май 1944 г.); генерал-лейтенант, с апреля 1945 г. генерал-полковник Берзарин Н.Э. (май 1944 г. — до конца войны).

Члены Военного совета: полковник, с марта 1943 г. генерал-майор Булатов И.Б. (декабрь 1942 г. — октябрь 1944 г.); генерал-лейтенант Боков Ф.Е. (октябрь 1944 г. — до конца войны).

Начальники штаба: полковник Богданович В.Ф. (декабрь 1942 г.); генерал-майор Кондратьев А.К. (декабрь 1942 г. — август 1943 г.); полковник Пенчевский А.П. (август 1942 г. — февраль 1944 г.); генерал-майор Варфоломеев И.И. (февраль-июнь 1944 г.); полковник, с сентября 1944 г. генерал-майор Кущев А.М. (июнь 1944 г. — до конца войны).