Сформирована 16 августа 1941 г. (директива Ставки ВГК от 14 августа 1941 г.) в составе Брянского фронта на базе 2-го стрелкового корпуса. В нее вошли 217, 258, 260, 269, 278, 279, 280, 290-я стрелковые, 55-я кавалерийская дивизии, ряд артиллерийских, авиационных и других частей. Армия заняла оборону по р. Десна на рубеже Салынь, Столбы, Кашева и далее по р. Судость до Дмитрова. Участвовала в оборонительной операции на брянском направлении и к 23 октября под ударами превосходящих сил противника отошла к Оке на рубеж устье Упы, устье Снежеди. После перегруппировки в район Тулы ее войска в составе Брянского, с 10 ноября Западного фронтов принимали участие в Тульской оборонительной операции, в ходе которой во взаимодействии с местным гарнизоном и при активной поддержке отрядов тульских рабочих самоотверженно отражали ожесточенные атаки главных сил 2-й танковой армии противника. В результате упорной обороны и контрударов 50-й и других армий фронта наступление врага в обход Москвы с юга было сорвано, его войска были измотаны и вынуждены перейти к обороне. В декабре участвовала в Тульской и Калужской операциях. В ходе их ее войска продвинулись на 130 км, освободили многие населенные пункты, в том числе Дубну, Нелидово, Косую Гору, Щекино, музей-усадьбу Л.Н. Толстого Ясная Поляна, Одоево, Перемышль, Лихвин (Чекалин), Калугу (30 декабря), и в начале января 1942 г. вышли на подступы к Юхнову. В январе-феврале 1942 г. вела упорные бои на юхновском выступе. С 7 марта обороняла рубеж юго-западнее Юхнова. В марте 1943 г. участвовала в Ржевско-Вяземской операции, наступая на спас-деменском направлении. Соединения армии прошли с боями на запад выше 80 км.

В конце апреля полевое управление 50-й армии передислоцировано в район юго-западнее Козельска, где объединило войска 16-й армии, с подготовленного ей оборонительного рубежа на р. Ясенок (на участке Запрудное, Дубровка, Будские Выселки) армия в составе 17, 49, 64, 212, 324, 326, 413-й стрелковых дивизий, 196-й танковой бригады, ряда артиллерийских, инженерных соединений и частей в июле-августе участвовала в Орловской стратегической операции, наступая в направлении на Зикеево. В ходе наступления ее войска форсировали р. Жиздра, но дальнейшего успеха не имели и были остановлены противником на рубеже Макаровка, Овсородский и далее по р. Песочная. В ходе Смоленской стратегической операции перешла в наступление 14 августа, за 5 дней продвинулась в глубину обороны противника на 53 км и вышла на подступы к г. Жиздра.

С 17 августа включена в состав Брянского фронта 3-го формирования, в сентябре — начале октября участвовала в Брянской наступательной операции. Перегруппировав войска из района Жиздры в район юго-восточнее Кирова (Вятка), 7 сентября нанесла удар в юго-западном направлении во фланг и тыл группировки противника, оборонявшейся на сильно укрепленном рубеже «Хаген». К исходу 15 сентября войска 50-й армии продвинулись на 70 км, вышли к Десне на фронте от Снопоти до ст. Олсуфьево и захватили плацдармы на ее правом берегу. Развивая с них наступление, соединения армии вступили на территорию Белоруссии, 26 сентября освободили г. Хотимск, к 8 октября вышли к р. Проня на участке Петуховка, Пропойск (Славгород) и овладели плацдармом на ее правом берегу.

С 18 октября включена в состав Центрального (с 20 октября — Белорусский) фронта 2-го формирования. В ноябре участвовала в Гомельско-Речицкой операции, в ходе которой ее войска во взаимодействии с 3-й армией прорвали оборону противника на участке Узгорск, Красная Слобода и 25 ноября вышли к Днепру в районе Нового Быхова. В декабре продолжала вести наступательные бои, к исходу первой декады вышла на рубеж Юшкевичи, Давыдовичи, Трилесно, Хачинки (22 км восточнее Быхова). С 24 февраля 1944 г. армия включена в состав 1-го Белорусского, с 5 апреля — Западного, а с 23 апреля — 2-го Белорусского 2-го формирования фронтов.

В июне-августе ее войска (на 1 июля 19, 38, 121-й стрелковые корпуса, 307-я стрелковая дивизия, ряд танковых, артиллерийских и других соединений и частей) участвовали в Белорусской стратегической операции, в Могилевской, Минской, Белостокской операциях, форсировании рек Березина, Неман, разгроме окруженного противника юго-восточнее и южнее Минска.

Преодолевая сопротивление немецких войск, соединения 50-й армии с боями прошли свыше 500 км, форсировали ряд крупных водных преград, освободили большое количество населенных пунктов, в том числе во взаимодействии с другими армиями города Могилев (28 июня), Быхов (28 июня), Новогрудок, Скидель (8 июля), Гродно (16 июля), и к концу августа вышли на рубеж рек Бебжа, Нарев на участке Гонеда, Осовец, Самоляже.

В 1945 г. армия в составе 2-го Белорусского, с 11 февраля 3-го Белорусского фронтов участвовала в Восточно-Прусской стратегической операции, в ходе которой ее войска во взаимодействии с другими армиями нанесли поражение группе армий «Центр» (с 26 января группа армий «Север»), овладели городами Ликк (Элк, 23 января), Биалла (Бяла-Писка) и Нойендорф (Нова Весь-Элицка, 24 января), Николайкен (27 января), Раин (Рын), Рудшане (Руцяне, 27 января), Вормдитт (Орнета, 17 февраля) и другими. 6-9 апреля участвовала в штурме Кенигсберга (Калининград) — главного города и стратегического узла обороны немецких войск в Восточной Пруссии.

Боевые действия закончила выходом на побережье залива Фришес-Хафф (Вислинский залив).

Командующие: генерал-майор Петров М.П. (август-октябрь 1941 г.); полковник Ермаков А.Н. (октябрь-ноябрь 1941 г.); генерал-лейтенант, с июля 1944 г. генерал-полковник Болдин И.В. (ноябрь 1941 г. — февраль 1945 г.); генерал-лейтенант Озеров Ф.П. (февраль 1945 г. — до конца войны).

Члены Военного совета: бригадный комиссар Сорокин К.Л. (октябрь-ноябрь 1941 г.; июль-ноябрь 1942 г.); секретарь Тульского обкома ВКП (б) Жаворонков В.Г. (ноябрь 1941 г. — июль 1942 г.); полковник Рассадин А.Н. (ноябрь 1942 г.-январь 1943 г.); генерал-майор Чумаков Л.М. (январь-октябрь 1943 г.); полковник Карамышев А.И. (октябрь 1943 г. — февраль 1945 г.); генерал-майор Пономарев Н.Г. (февраль 1945 г.- до конца войны).

Начальники штаба: полковник Пэрн Л.А. (август-октябрь 1941 г.); полковник, с января 1942 г. генерал-майор Аргунов Н.Е. (октябрь 1941 г. — март 1942 г.); генерал-майор Гришин И.Т. (март 1942 г. — апрель 1943 г.); генерал-майор Брилев Н.Г. (апрель 1943 г. — август 1944 г.); генерал-лейтенант Озеров Ф.П. (сентябрь 1944 г. — февраль 1945 г.); генерал-майор Гарнич Н.Ф. (февраль 1945 г. — до конца войны).