Сформирована 16 июля 1941 г. в Московском военном округе. К концу июля в нее входили 257, 259, 262-я стрелковые, 25-я и 54-я кавалерийские дивизии, ряд отдельных частей.

18 июля включена в состав Фронта Можайской линии обороны и занимала рубеж западнее г. Малоярославец.

С 30 июля переподчинена Резервному фронту, 6 августа передана Северо-Западному фронту.

В августе 1941 г. участвовала во фронтовом контрударе в районе Старой Руссы, своими активными действиями способствовала выигрышу времени для усиления обороны Ленинграда. В сентябре-октябре под ударами подошедших резервов противника была вынуждена отойти сначала на р. Ловать, затем на рубеж Кирилловщина, озеро Велье (30 км восточнее Демянска), который удерживала до конца года.

С 7 января 1942 г. армия участвовала в наступательной операции фронта в районе Демянска, в ходе которой во взаимодействии с 1-м гвардейским стрелковым корпусом 25 февраля завершила окружение демянской группировки противника. В последующем во взаимодействии с другими войсками фронта блокировала эту группировку. В феврале 1943 г. принимала участие в операции фронта по ликвидации демянского плацдарма противника. В начале марта войска армии были переданы 11-й и 53-й армиям, а ее полевое управление направлено в район северо-восточнее Старой Руссы, где приняло от 27-й армии 12-й гвардейский стрелковый корпус, 26, 170, 254 и 370-ю стрелковые дивизии. В марте и августе вела наступательные бои с целью разгрома старорусской группировки противника и овладения г. Старая Русса. Выполнить поставленную задачу армия не смогла.

20 ноября 1943 г. ее войска были переданы 1-й ударной армии, полевое управление выведено в резерв Ставки ВГК. 15 января 1944 г. переименована в 4-ю армию.

Командующие: комбриг Пронин Н.И. (июль-август 1941 г.); генерал-майор Качанов К.М. (август-сентябрь 1941 г.); генерал-майор Алферьев П.Ф. (сентябрь-декабрь 1941 г.); генерал-майор Берзарин Н.Э. (декабрь 1941 — октябрь 1942 г.); генерал-лейтенант Лопатин А.И. (октябрь 1942 г.- март 1943 г.); генерал-лейтенант Курочкин П.А. (март-июнь 1943 г.); генерал-лейтенант Советников И.Г. (июнь 1943 г. — январь 1944 г.).

Члены Военного совета: бригадный комиссар Воинов И.П. (июль- сентябрь 1941 г.); полковой комиссар Базилевский П.Л. (сентябрь 1941 г. — июль 1942 г.); генерал-майор Черешнюк В.И. (июль 1942 г. — январь 1944г.).

Начальники штаба: генерал-майор Тихомиров В.В. (июль-август 1941 г.); полковник, с октября 1941 г. генерал-майор Озеров Ф.П. (август- сентябрь 1941 г.); генерал-майор Романов М.Т. (сентябрь-октябрь 1941 г.); генерал-майор Ярмошкевич П.С. (октябрь 1941 г. — январь 1944 г.).