Сформирована к 7 апреля 1942 г. (постановление ГКО от 5 апреля) на базе Ленинградского корпусного района ПВО. До декабря 1944 г. находилась в оперативном подчинении Ленинградского фронта, затем входила в состав Центрального фронта ПВО. Боевой состав армии: 7-й истребительный авиационный (с июля 1943 г. 2-й гвардейский истребительный авиационный) корпус ПВО (5 истребительных авиационных полков, 6 батальонов аэродромного обслуживания) и части бывшего корпусного района ПВО, 6 зенитных артиллерийских, два зенитных пулеметных, два прожекторных, три полка аэростатов заграждения, полк ВНОС, отдельный зенитный артиллерийский дивизион и батальон связи; с июля 1943 г. — Ладожский дивизионный район ПВО (два зенитных артиллерийских полка, 7 отдельных зенитных артиллерийских дивизионов). Кроме того, в армию включалось до 9 зенитных артиллерийских бригад, 7 зенитных артиллерийских дивизионов и другие части. Основная задача — прикрытие от ударов с воздуха Ленинграда и путей сообщения, в том числе Дороги жизни. Армия принимала активное участие в битве за Ленинград 1941-1944 гг., прикрывала войска Ленинградского фронта при проведении операции по прорыву блокады Ленинграда и в Выборгской операции 1944 г.

Командующие: генерал-майор береговой службы Зашихин Г.С. (апрель 1942 г.-июль 1943 г.); генерал-майор артиллерии Рожков П.Ф. (июль 1943 г. — ноябрь 1944 г.); генерал-лейтенант артиллерии Макеев С.И. (ноябрь 1944 г. — до конца войны).

Члены Военного совета: бригадный комиссар Вееров Ф.Ф.; бригадный комиссар Иконников А.А.; председатель исполкома Ленинградского городского Совета депутатов трудящихся Попков П.С.