Сформирована 16 июля 1941 г. в Московском военном округе. В нее вошли 1, 5, 9, 17 и 21-я дивизии народного ополчения, ряд артиллерийских и других частей. С 18 июля армия включена в состав Фронта Можайской линии обороны, с 22 июля занимала оборону на рубеже Карачарово, Шустики (западнее Можайска). 30 июля переподчинена Резервному фронту и после перегруппировки в район Спас-Деменска занимала оборону на Ржевско-Вяземском оборонительном рубеже. С 3 октября участвовала в Вяземской оборонительной операции, с 13 октября в составе Западного фронта — в Можайско-Малоярославецкой оборонительной операции. К 24 октября войска армии остановили противника на р. Нара. В начале декабря во взаимодействии с 5-й армией в напряженных боях разгромили группировку немецких войск, прорвавшуюся севернее и южнее Наро-Фоминска, и восстановили оборону по р. Нара.

В декабре 1941 г. — апреле 1942 г. участвовала в контрнаступлении под Москвой и общем наступлении советских войск на западном направлении, в ходе которых освободила города Наро-Фоминск (26 декабря 1941 г.), Боровск (4 января 1942 г.) и Верея (19 января). К началу февраля вышла в район юго-восточнее Вязьмы и во взаимодействии с 1-м гвардейским кавалерийским корпусом пыталась с ходу овладеть городом. Противник сильными контрударами отрезал часть сил армии и корпус от основных сил Западного фронта. Действуя в тылу врага, части армии во взаимодействии с 1-м гвардейским кавалерийским и 4-м воздушно-десантным корпусами и партизанскими отрядами до июня удерживали обширный район, сковывая значительные силы немецких войск. В ходе тяжелых боев в окружении погиб командующий 33-й армией генерал-лейтенант М.Г. Ефремов. В начале июня 1942 г. многим частям армии удалось прорвать фронт окружения и соединиться с войсками Западного и Калининского фронтов.

Во второй половине 1942 г. войска армии обороняли рубеж Гжатск, Юхнов. В марте 1943 г. участвовали в Ржевско-Вяземской операции, в ходе которой во взаимодействии с 5-й армией освободили Вязьму (12 марта), вышли на правый берег р. Угра северо-восточнее Ельни, где перешли к обороне. Летом и осенью 1943 г. армия участвовала в Смоленской стратегической операции. К концу операции вышла на рубеж восточнее Ленине, севернее Дрибин. В октябре в боях под Ленине в составе 33-й армии приняла боевое крещение 1-я Польская пехотная дивизия им. Тадеуша Костюшко. В начале декабря армия выведена в резерв фронта для доукомплектования. В конце 1943 г. — начале 1944 г. она участвовала в наступательных операциях Западного фронта на богушевском и витебском направлениях.

В апреле 1944 г. 33-я армия перегруппирована на оршанское направление и до конца июня обороняла рубеж Баево, Дрибин. В составе 2-го Белорусского фронта (с 24 апреля) участвовала в освобождении Белоруссии. В ходе Могилевской операции ее войска успешно форсировали реки Проня, Бася, Днепр, освободили г. Шклов (27 июня) и к концу операции вышли в междуречье Друти и Днепра западнее Шклова. В Минской операции армия во взаимодействии с частью сил 50-й и 49-й армий участвовала в разгроме окруженной группировки противника восточнее Минска. В последующем, составляя второй эшелон 3-го Белорусского фронта (с 6 июля), вышла к р. Неман и в середине июля сосредоточилась в районе северо-восточнее г. Алитус. В конце июля-августе участвовала в Каунасской операции, в ходе которой вышла на подступы к Восточной Пруссии. 10 сентября выведена в резерв Ставки ВГК, перегруппирована в район юго-восточнее Белостока и с 19 октября включена в состав 1-го Белорусского фронта 2-го формирования. В Варшавско-Познаньской операции 1945 г. наступала с пулавского плацдарма в направлении Шидловец, Опочно, Калиш. К концу ее вышла к Одеру (Одра) в районе Фюрстенберга и юго-восточнее, форсировала реку и захватила плацдарм. В ходе Берлинской стратегической операции после успешного прорыва обороны противника войска армии во взаимодействии с другими армиями 1-го Белорусского и 1-го Украинского фронтов участвовали в разгроме группировки немецких войск, окруженной юго-восточнее Берлина. Боевые действия армия завершила 6 мая выходом главных сил на Эльбу северо-западнее г. Десау.

В августе 1945 г. 33-я армия расформирована, ее полевое управление обращено на формирование управления Смоленского военного округа.

Командующие: комбриг Онуприенко Д.П. (июль-октябрь 1941 г.); генерал-лейтенант Ефремов М.Г. (октябрь 1941 г. — май 1942 г.); генерал армии Мерецков К.А. (май-июнь 1942 г.); генерал-лейтенант Хозин М.С. (июнь-октябрь 1942 г.); генерал-лейтенант, с сентября 1943 г. генерал-полковник Гордов В.Н. (октябрь 1942 г. — март 1944 г.); генерал-полковник Петров И.Е. (март-апрель 1944 г.); генерал-лейтенант Крюченкин В.Д. (апрель-июль 1944 г.); генерал-лейтенант Морозов С.И. (июль-сентябрь 1944 г.); генерал-полковник Цветаев В.Д. (сентябрь 1944 г. — до конца войны).

Члены Военного совета: бригадный комиссар Шляхтин М.Д. (июль 1941 г. — март 1942 г.); бригадный комиссар, с декабря 1942 г. генерал-майор Бабийчук Р.П. (март 1942 г. — до конца войны).

Начальники штаба: полковник Простое И.К. (июль-октябрь 1941 г.); генерал-майор Кондратьев А.К. (октябрь 1941 г. — май 1942 г.); генерал-майор Покровский АЛ. (май-июль 1942 г.); генерал-майор Кинрсян С.И. (июль 1942 г. — июнь 1944 г.); генерал-майор Пастушихин Н.В. (июнь 1944 г.); генерал-майор Пенчевский А.П. (июнь-август 1944 г.); полковник Первенцев Г.Н. (август-сентябрь 1944г.); генерал-майор Орлеанский В.П. (сентябрь 1944 г. — до конца войны).